一台造價上百萬國産CT機，其中最為關鍵的核心零件，國内還無法生産不得不依賴進口，售價40到90萬不等，最貴的是，這還是個消耗品，壽命以秒來計算！
這個核心零件就是CT球管，它真的值得那麼貴嗎？
探索奧秘一：CT球管的工作原理
X射線是一種電磁波，具有穿透性，可以穿透人體組織。在CT掃描中，球管産生的X射線被用來穿透人體，然後被探測器接收。
通過對接收到的X射線進行計算機處理，可以重建出人體内部的二維或三維圖像，為醫生提供診斷依據。
球管主要由陰極、陽極和真空管組成。陰極通常是一個燈絲，當它被加熱時，會釋放出自由電子。陽極是一個金屬靶，當自由電子撞擊到陽極時，會産生X射線。整個球管被抽成高度真空，以減少電子在運動過程中的散射和損失。
簡單講，它的工作原理通過以下步驟發生：
- 加熱球管陰極燈絲：當燈絲被加熱到一定溫度時，内部的電子獲得足夠的能量，從原子中逸出成為自由電子。
- 産生不斷聚攏形式的自由電子：這些自由電子在電場的作用下，被加速并聚集在一起。
- 施加高壓電到陰極和陽極：通過施加高電壓，加速自由電子的運動，使其具有足夠的動能來撞擊陽極。
- 自由電子束通過陰極撞擊陽極：當自由電子撞擊到陽極時，動能轉化為熱能，同時産生X射線。
- 産生能量交換：在這個過程中，部分動能轉化為熱能，導緻球管溫度上升。
- 将其中的1%電能轉化為X射線：雖然大部分電能轉化為熱能，但仍有約1%的電能轉化為X射線。
- 通過視窗發射出來：産生的X射線通過球管的視窗發射出來，被CT裝置的探測器接收。
探索奧秘二：CT球管的結構構造
你是不是很好奇，CT球管的結構構造。球管是CT裝置中的重要組成部分，主要由以下幾個部分構成：
1.管套
管套是球管的外殼，起到保護内部元件和電路的作用。它通常由金屬材料制成，具有較高的機械強度和耐腐蝕性。管套内部通常填充有絕緣材料，以防止管芯與外部環境接觸而産生電擊或短路。
2.管芯
管芯是球管的核心組成部分，可按照陽極和陰極進行劃分。陽極是發射電子的部件，而陰極是接收電子的部件。
管芯具有複雜的構造，能夠實作在焦點較小的情況下實作大功率的工作。管芯的構造和品質直接影響到球管的成像品質和壽命。
3.散熱器
散熱器用于散熱，防止管芯過熱。由于金屬在熱量傳導中會産生熱阻力，散熱器能夠幫助将熱量傳導出去，保持管芯的正常工作溫度。散熱器的設計和材料選擇對球管的性能和使用壽命具有重要影響。
4.絕緣油
絕緣油用于絕緣和冷卻管芯，防止電流過大時産生的高溫對管芯造成損害。絕緣油能夠有效地降低管芯的工作溫度，提高其使用壽命。同時，絕緣油還能夠起到潤滑作用，減少管芯内部的摩擦和磨損。
5.其他附屬配件
除了以上主要組成部分外，球管還包括一些其他的附屬配件，如電路闆、連接配接線等。這些配件對球管的性能和使用壽命也有一定的影響。
例如，電路闆用于控制管芯的工作狀态和調節電流大小，連接配接線用于連接配接管芯和其他部件之間的信号傳輸。
探索奧秘三：CT球管為什麼這麼難國内造？
這種球管具有很多獨特的技術特點，包括高熱量、高真空、高電壓、高精度、高轉速和高動量。這涉及多個技術領域，對工藝、基礎配套、流程裝備要求苛刻。是以，這也帶來了許多困難和挑戰。
首先，制造這種球管需要解決許多細節問題。真空度、焊接工藝、組裝工藝和誤差控制都要求非常高，是以工程師們需要不斷進行技術探索和工藝打磨，這需要很長時間的積累和大量的專業知識。
此外，國内的工藝與國外進口産品相比還存在一定差距。工程師們需要進一步提升工藝水準，特别是在保持完整真空方面。如果無法保持真空，存在了氧氣，球管很可能在運作過程中發生打火。
除了工藝問題，散熱設計也是一個難點。由于電子能量轉化為熱量的問題，高轉速、高真空、高壓和高熱狀态下的散熱需求非常高。
工程師們不僅需要考慮滾珠軸承和液态軸承的散熱請求，還需要找到适合這種特殊情況的散熱方案。目前，常用的是陽極直接油冷和陽極直接水冷。
此外，X射線管和探測器的對齊和校準問題也需要仔細處理。而在管子封裝的過程中，氣體的去除是一個必須要解決的問題，尤其是氫氣，氫氣會造成管子的穩定性和圖像失真。
盡管面臨着諸多困難，相信我們隻要不斷努力，探索新的解決方案，就能夠克服這些挑戰，制造出更好的CT球管。我們的努力不僅是為了科技進步，更是為了讓人們能夠享受到更精确、更高品質的醫學影像診斷服務。
探索奧秘四：CT檢查貴
CT裝置，作為技術尖端的臨床影像診斷裝置，其結構複雜且精密。每一個部件都對整體使用效果有着直接或間接的影響。任何一個部件的故障都可能導緻整個裝置的性能下降或無法正常工作。
比如，球管作為CT裝置中的核心部件之一，其功能是産生X射線。一旦球管出現故障或損壞，将直接影響CT裝置的正常使用。
大陸招标采購資訊顯示，球管其更換價格在40～90萬不等。另外，球管的更換周期與CT裝置的使用情況緊密相關。
一般來說，球管的使用壽命大約為2年左右，但門診量大的醫院可能需要更頻繁地更換球管，比如一年甚至半年。這也是影響我們CT檢查貴的重要因素。
不過，随着我們國家對于各行各業的投入越來越大，很多高端核心零部件實作了從無到有，突破CT球管的技術壟斷指日可待。
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