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打破垄断,液态金属CT球管独角兽获千万融资

器械之家 2024-04-15


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近日,北京智束科技有限公司(以下简称“智束科技”)宣布完成数千万元A+轮融资。本轮融资由华德资本领投,海容资本和佳更鑫资本等机构跟投。募集资金将用于加速推进CT球管的技术研发、产品批量化生产的设备配置,以及研发团队扩建。


智束科技是国内CT球管厂商的“新面孔”之一,于2019年2月在北京成立,是国内从事以CT球管等核心真空电子器件自主研发、生产与销售的高新技术企业。



去年4月,智束科技取得获第一张国产液态金属轴承CT球管医疗器械注册证,并且已经与国产CT整机配套取证。如今,智束科技已建立了从设计、材料、加工、装配到可靠性测试等环节的完整设计研发体系,并已具备完整的产品开发、迭代及生产能力。


01
液态金属轴承CT球管

球管又称X射线管,其作用是产生X射线,是X射线发生装置的核心部件。CT球管不仅是CT设备中产生X射线的关键部件,是CT设备的信号源载体,还是CT设备的“高值耗材”。


从1895年德国物理学家伦琴使用“克鲁克斯管”开始,球管技术经历了从固定阳极到旋转阳极,从玻璃管芯到金属管芯,从机械滚珠轴承到液态金属轴承的变革。



在CT球管应用方面,由于滚珠轴承在高速运转时振动大、噪音高,而且这种滚珠点接触结构导致轴承热传导和散热能力很差。滚珠轴承直接接触以及较大的振动导致磨损比较严重,容易发生卡死等故障,降低CT球管的使用寿命。


也因此,基于滚珠轴承的CT球管及X射线管,已经不能完全满足日益提升的诊断需求。



1989年,为进一步提高CT球管的可靠性和散热率,Dunlee德国汉堡研发团队创新性地发明了液态金属轴承技术,对CT、DSA等高端X射线设备的性能和易用性产生了巨大影响。


所谓液态金属,指的是常温下是液体的低熔点金属,包括镓、铟或锡的合金。而液态金属轴承球管,就是指其轴承内部的传动装置从滚珠变成镓类液态金属,从滚动轴承变成滑动轴承。



相比于滚动轴承,液态金属轴承的导热率可达100W/m·K级别。而且液态金属能够紧密地填充转子和轴承之间缝隙,增加热传导面积,实现360度全方位散热,热传导率可达滚轴轴承的1000倍。


此外,液态金属轴承由于没有金属表面的接触,噪音、摩擦、振动及热量都比传动的滚珠轴承少很多。液态金属滑动轴承几乎无摩擦式工作,其使用寿命也远超滚珠轴承。


02
突破进口CT球管“卡脖子”

在CT设备领域,球管是工艺最复杂精密的部件之一。因其更换频率高,单价惊人,也戏称其为“高值耗材”。也因为技术壁垒极高,全球能生产CT球管的企业寥寥无几。


得益于我国巨大的内需市场,我国早已成为全球第一大CT市场、第二大医学影像设备市场。同时,我国也涌现了一大批CT、MRI等医疗影像设备整机制造商。



根据2021年的数据,全国CT保有量已达47600台。而在相关核心部件方面,平均每台CT仅1-2年就会更换一次球管。如此以来,便催生出了一个近百亿的替换球管市场。


尽管有着广阔的市场前景,但因技术壁垒极高,全球能生产CT球管的企业寥寥无几,而液态金属轴承CT球管更是如此。


目前,国内的CT制造商普遍需要向万睿视、当立等球管厂商订购或定制所需球管,在生产线与产能方面受制于人。在打破进口CT球管“卡脖子”方面,智束科技是走得最坚定的一个。



据了解,智束科技创始人胡银富曾先后就读于武汉大学和清华大学,并获得物理电子学的博士学位。胡银富在真空电子学领域深耕近20年,累计在国内外学术期刊和会议上发表学术论文50余篇,拥有丰富完善的研发、生产经验。


创立智束科技后,胡银富率领研发团队深耕CT球管技术,同时踏足国内尚属空白的液态金属轴承领域。2022年4月,旗下首款ZS502L液态金属轴承CT球管正式获批NMPA。实现了液态金属轴承球管关键技术突破,打破国外厂商对液态金属轴承球管领域技术垄断。



据了解,ZS502L相比于传统滚轴轴承CT球管而言,主要有以下几大优势。


高散热


传统滚轴轴承在高速旋转过程中会快速受热,其转速越快,热量也就越高。因此在我国三级医院这种海量的高功率CT检查时,往往需要球管冷却等待时间。


ZS502L由于轴承间隙内填满了液态金属,在减少摩擦生热的同时,还拥有更高的散热率,其最大连续散热功率达到4kW。能够满足更高通量的检查需求。


高性能


ZS502L液态金属轴承能够承受更高的机架旋转离心力,最高可达40g,可以支撑心脏等运动器官的快速高清扫描;



此外,由于舍弃了滚珠轴承设计,ZS502L的结构尺寸更为紧凑,可以支持更快的机架旋转和成像速率。在心脏扫描和胸腹连扫描等功能上,也会对图像质量有所提升。基本适用于市场主流的6排、16排、64排等CT机型。


寿命长


ZS502L液态金属轴承在运转时,由于轴承芯与金属外壳不直接接触,工作时几乎零磨损耗,也使得ZS502L的使用寿命比滚珠轴承更长。



传统的机械承轴球管寿命平均在20万-30万秒左右,运气差一年更换2、3个都是正常的。而ZS502L采用了超硬耐磨涂层技术、液态金属防溢出技术,在CT整机上的平均工作寿命已经超过了40万秒。


03
液态金属球管市场

目前,64排-128排CT是CT市场中增长最快的细分领域,也是三级医院和部分二级医院主力机型。对于高端64排及以上CT,传统滚珠轴承球管已经难以胜任。在未来,液态金属轴承球管或将成为CT整机覆盖高中低各类机型的主流趋势。


从全球范围来看,目前CT球管的制造商主要可分为两大类,其一是包括GE、飞利浦、西门子、佳能等整机厂商,可以自主控制CT球管的研发和生产。其二是万睿视、当立、科罗诺司等老牌CT球管独立制造商厂,向不具备球管研制生产能力的CT厂家提供配套球管产品。



而在全球液态金属球管领域,由于技术壁垒更高,市场上的产品较少,目前主要的玩家包括GE医疗、万睿视以及开立等。


GE医疗


2018年,GE医疗在RSNA宣布了一种Quantix 160 X射线球管,可在Revolution Apex CT系统中使用。


这款液态金属轴承球管采用数字化高功率双平板阴极设计,电子发射面积增加了4倍,覆盖范围超过16厘米,并且具有超高功率储备,可进行高分辨率扫描。


Quantix 160突破了焦点对于mA的限制,低电压下可产生1300mA的最大电流值。阳极靶面的10度广角设计,更是可以在单次不动床的曝光中产生160mm Z轴覆盖的高质量X射线束。


此外,Quantix 160的设计还能处理更高的转速和受力,可以承受高达75G的重力(G-force)。无论患者体型如何,它都能支持全器官扫描,而不会影响图像噪声或对比度。


万睿视


万睿视前身是瓦里安影像事业部,在2017年拆分独立上市,目前已是全球最大的独立X射线成像组件解决方案的领先创新者及制造商。


在2019年RSNA,万睿视首次展出液态金属轴承技术的球管产品组合,包括用于C型臂的FP-1596-LMB和用于CT系统的G-507X-LMB。


作为起步于医疗领域的“看家产品”,万睿视X射线球管特别是液态金属CT球管,早已形成成熟且完整的产线,无论是替代球管还是OEM合作,均已覆盖16排档CT、64排档CT及高端CT。


当立


当立是全球知名的球管制造商。1998年开辟了CT球管替代市场,生产出业界第一款1.0 MHU CT替代球管。


发展至今,当立液态金属轴承球管已开发至第三代产品,最新产品CT8000能够支持240rpm高转速,仅需0.25秒每圈,能更好地支持如心脏扫描一类的高端CT应用。此外,第三代液态金属轴承拥有独有的“透心凉”增强散热技术,能够有效为球管散热,提高患者周转量。


2021年5月,当立针对市场推出了DA200P40+LMB液态金属轴承CT替换球管,专为GE Revolution Evo和Optima CT660 CT系统而设计。


DA200P40+LMBCT使用了CoolGlide LMB技术,可连续循环流体以避免摩擦、过热和磨损。用户开启系统后可以不间断地运行一整天,节省了大量准备时间,对于紧急检查尤其有用。


截至目前,除了智束科技外,国内尚无其他国产厂商的液态金属球管产品获批。为了在该赛道占据优势地位,智束科技仍在扩充其产品管线。而国内首个液态金属轴承生产制造中心投入使用后,设计产能预计将达到2000套液态金属轴承/年。


此外,智束科技还与开影医疗、万东医疗等企业开展产品定制、新品开发、整机同注册等深度项目合作。并与东软医疗、明峰医疗等影像械企确定了后续合作基础。


在政策扶持、资本助力的环境之下,智束科技正持续加码研发投入。在未来数年,智束科技有望实现国内市场上主要液态金属轴承球管型号的全覆盖。





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