一、研究背景

1.1直加速器用磁控管与CT技术

直线加速器通过磁控管可以产生大量电子，当电子获得能量后速度加快，当电子流高速轰击原子后可获得大量高能量的X射线。X射线(又叫伦琴射线）具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质。而人体软组织由较细之原子组成而骨头含较多钙离子，所以骨头较软组织吸引较多X射线。故此，X射线可以用作检查人体结构，被广泛的应用在医学上如CT机、放疗设备等。X射线计算机化断层摄影扫描技术就是把电子计算机与X线检查技术相结合的一门技术，英文名称为Computed Tomography即我们熟知的CT技术。所以直线加速器成为了CT机的核心器件之一。

医用CT机市场格局直接关系到直线加速用磁控管的发展，CT机的发展趋势也代表着直线加速用磁控管的走势也就是说分析出CT机的市场需求就可以间接算出直线加速用磁控管需求量。我们先从分析医用CT机市场状况作为主线入手从而得到直线加速用磁控管需求量。

1.2医用CT机发展我国市场发展状况

1.2.1医用CT机发展

早在1971年英国工程师G.N hounsfield设计成功第一台颅脑CT机；1972年应用于临床；1974年美国工程师设计出全身CT机。自从1972年第一台CT机问世到现在已经将近有40年的发展史,大致分为3个时期,起步设计阶段:1972年~1990年:改良设计阶段:1991年~2000年;完善设计阶段2001年~2011年。

1.2.2我国CT机市场发展状况

1977年开始引进，开始时只有少数几个大医院引进头颅CT机和初始的全身扫描CT机，1984年全国 CT装机量只有 30余台，1991年才在全国大、中型医院开始普及。1994年引进二手CT机的速率达到高峰，CT开始在全国县以上医院和军队驻军医院普及。 1998年全国CT机总装机量约 3800台，其中二手CT约占48% ，至2002年底总装机量达5000余台，其中二手CT占比下降到32％。

全世界有美国GE、德国西门子、荷兰飞利浦和日本东芝、岛津、日立等六大巨头把持CT机等相关设备生产，直到1994年,中国才生产出第一台CT机，起步较晚。2005年中国医疗器械市场销售额已经位居世界第三位,仅居于于美国和日本两个超级经济体之后,医疗器械年销售额达到335亿元,年平均增长速度达到20%,所以提高国内医疗器械企业的综合实力势在必行,让国内医疗企业品牌在国际化市场中实现中国创造,与国际巨头展开竞争（1）。

二、CT直线加速器用磁控管

2.1直线加速器优势

目前放疗设备使用的钴-60治疗机采用钴60做放射源，它不仅具有较大的核辐射和核污染，而且具有5年左右的半衰期，使得放射剂量随时间（包括不使用时的时间）的推移而减小，因此正在被12~25MeV直线加速器所替代。工业CT、无损探伤一般使用功率较大，薄壁、轻质材料、包裹等一般采用2MeV以下能量级，集装箱、整车、主管道一般采用6~20MeV能量级。

2.2直线加速器用磁控管

直加速器为CT机提供电子并产生X射线，为CT机提供照射光源（如图2-1），是CT成像机的重要部件。图2-2为医用直线加速器工作原理框图，其中磁控管是微波自激震荡器，体积小，工作电压低，是直线加速器的核心功率器件。

在CT机中，0.5MeV能量级以下采用的X光球管较多，1~25MeV采用的是直线加速器，对工业CT来说，能量等级划分相同，而工业CT有更高的能量等级，30MeV以上一般采用大功率速调管，500MeV以上则采用功率合成。

不管是医疗CT、放疗设备还是工业CT、无损探伤，0.5~6MeV一般采用1~2.6MW级磁控管，5~14MeV采用3MW级磁控管，12~25MeV采用5MW级磁控管。

直线加速器中常用磁控管使用分类如表2-1所示：

三、直线加速用磁控管市场现状

3.1直线加速用磁控管市场格局

3.1.1 进口格局 

我国CT机进口来源地区只涉及亚洲、欧洲与北美洲，并主要集中在亚洲和欧洲。日本、美国是我国CT机主要进口来源国。其他CT机进口来源国还有德国、以色列、法国、瑞典、荷兰等国家。

从进口市场看，2011年我国从12个国家和地区进口了CT机，主要进口市场是日本、美国、德国、以色列和法国，五大市场所占比重高达99.21%。除对德国进口出现负增长外，对其余4大市场进口均有不同程度的增长，特别是对美国进口金额同比增长了68.29%。据全球海关数据统计，中国是美国CT机出口第二大市场，美国CT机出口第一大市场是日本，其在美国CT机出口额中所占比重为22.57%。 

从进口企业看，2011年，全国共有157家企业经营CT机进口。其中，青岛美赫尔国际贸易有限公司进口金额排名第一，所占比重达6.17%；上海东松国际贸易有限公司进口金额排名第二，所占比重为5.89%；宁波康导进出口有限公司进口金额排名第三，所占比重为3.95%；中国医疗器械技术服务公司进口金额排名第四，所占比重为3.79%；广东省医药保健品进出口公司进口金额排名第五，所占比重为2.34%。这些企业合计比重占22.14%。 

北京、浙江、广东进口量列前三 ，按国内进口省市来看，经济较发达地区CT机进口数量和进口额较高。其中，北京进口CT机数量及金额最高，浙江、广东、江苏、上海、山东等地区CT机进口量及进口金额也很高，分列第二至六位。这些地区经济较为发达，医疗设备投入预算较高，同时，居民对医疗服务的需求也较高。 

3.1.2 出口格局 

美、日、法占五成多份额。亚洲、欧盟和北美洲是我国CT机主要出口地区。2011年，这三个地区的CT机出口量之和占我国CT机总出口量的90%。按国家来看，美国、日本和法国是我国最主要的CT机出口国家。我国对这三个国家的CT机出口额之和占我国CT机出口总额的55%以上。

从出口企业来看，2011年全国共有8家企业经营CT机出口。其中，航卫通用电气医疗系统有限公司出口金额排名第一，所占比重达54.55%；上海西门子医疗器械有限公司出口金额排名第二，所占比重为35.25%；东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司出口金额排名第三，所占比重为5.53%；沈阳东软医疗系统进出口有限公司出口金额排名第四，所占比重为3.89%；国信招标有限责任公司出口金额排名第五，所占比重为0.16%。三资企业出口金额所占比重达95.48%（4）。

3.2  CT机进出口情况

据中国医保商会“十一五”期间统计数据，2011年我国CT机进出口额为5.79亿美元，同比增长20.57%，进出口数量为2004台，同比下降1.23%。2011年，我国CT机出口金额为2.32亿美元，同比增长2.2%；出口数量为1466台，同比下降6.32%，比2008年减少99台；出口平均单价为15.83万美元/台，同比增长了11.07%。（4）

由于我国CT机进口和出口产品技术档次不同，出口的多是普及型实用产品，进口的多是多层面螺旋技术产品，虽然进口数量比出口数量少67%，但进口产品附加值高，全年贸易逆差达1.15亿美元。下面把2010-2011年进出口数量情况分析，计算后制成表3-1。

3. 3 医用CT机市场宏观趋势

由于我国CT技术起步晚，发展相对较慢，直到2010年，通用医疗、西门子、飞利浦3家企业在我国CT机市场所占份额合计达70%，外资产品占据我国CT市场份额超过80%。目前使用的直线加速器所用的磁控管绝大部分是进口磁控管，国产磁控管用量很少，技术及使用资料缺乏，严重制约了国产直线加速器的发展，从而影响到国产高端CT机的制造。

2006年，日本每百万人口拥有CT机达98台，澳大利亚为51台，比利时为40台。我国每百万人口CT机的拥有量从2006年的5.5台增加到2010年的8.6台，虽然保持了较快的增长水平，但是，与发达国家相比，拥有量仍偏低。因此，我国对CT机还有很大的需求潜力。从2009年各省（市、区）CT机配置统计情况来看，每百万人口CT机拥有量最多的是北京（13.6台），随后是吉林、辽宁、浙江、河北、黑龙江——这些地区的CT机配置水平明显高于全国平均水平及其他地区。据卫生部人士介绍称，“十二五”期间将使得我国每百万人口CT机的拥有量达到15台（2.1万台），对放疗设备，预计达到8000台以上（4）。

为摆脱外资企业对国内CT机市场的控制，国家也鼓励国内企业大力发展CT技术，解决国内巨大的供需要求。根据上面的分析情况看，我国京津唐、长江三角洲、珠江三角洲等经济发达地区CT机市场较大，二、三线城市市场需求未能得到充分解决。预计未来5～10年，随着政府部门对于国产CT机自主研发的政策支持和资金投入力度的加大，CT机市场格局会发生一些变化，国内厂商的市场份额将得到一定提升，“十二五”期间我国将加大支持国产医疗器械发展，实施集中招标采购时，优先采购国产医疗器械。2012年至2015年期间，中央将考虑支持基层医疗机构进行设备配备，2011年农村急救体系建设投资达7.2亿元，其它医疗设备也将不断增加投入。在国家新增医疗资源，尤其是大力支持县级医院、二级医院诊断设备和医疗水平升级发展，以及社会资本进入医疗行业等政策实施的大背景下，到时CT机市场发展重心逐渐由经济发达地区向二、三级城市转移，意味着CT机市场会迎来一个新的发展机遇。

目前国内一些企业凭借较低生产成本带来的价格优势，享受国家政策的相对倾斜，以及对本地化渠道掌握等天然优势，也逐渐发展起来。如东软公司CT在中低端市场中的龙头地位已经完全确立在国内普及型CT市场占有率达25%，与通用医疗和西门子形成三足鼎立的格局（5）。

四、国内直线加速用磁控管需求分析

4.1 国内新增直线加速器用磁控管需求

根据近几年公布的数据制成:医疗用CT机在我国近年来的使用数量表。

由3.2表3-1所得数据知道，2011年进口CT数为538台，2010年进口CT数为464台，CT机增长比例为15.9%。按进口CT机占国内市场80%计算（数据来源3.3），2011国内净增CT数约为：464÷80%=673（台）。

虽然国内一些企业在国内中低端CT机市场崭露头角，国产CT机替代一部分进口CT机，但从3.1.4中分析到最近几年国内CT机需求还将增大，预计“十二五”国内CT机市场总需求不会低于2011年的673台/每年。

结合表4-1中2010年直线加速器占CT机的比例36.5%来分析Ⅰ，2011年国内新增CT机673台，直线加速器用磁控管新增数量为246只Ⅱ。由于直线加速器将替代钴-60已成为趋势，意味着近几年国内直线加速器用磁控管增长比例应高于CT机增长比例15.9%，为方便计算我们取15.9%。

…………………………………………Ⅰ

……………………………………………Ⅱ

那么从2011年算起，2012年新增CT机需要用到磁控管数量为：

……………………………………Ⅲ

2013年新增CT机需要用到磁控管数量为：

……………………………………Ⅳ

同理：2014~2016年新增CT机需要用到磁控管数量为：383只、444只、515只。2013年到2016年直线加速器用磁控管需求总和为1672只。

为分析方便定义年均累计增长幅度计算方法：

……Ⅴ

根据上文表4-1中统计情况，医疗CT机在我国使用量增长迅速，近年来年均累计增长幅度大于10%，与上面通过计算得到的15.9%相近。

4. 2 国内需更新直线加速器用磁控管需求

磁控管按照进口最长使用寿命为5年，5年内假设每年减少的比例一定，就可以建立衰减模型，分析数据：

……………………………………………………………Ⅵ

m为每年衰减比例；

n为第n年；

为n年后剩余百分比。

从表4-1来看，2011年我国CT机装机量超过11200台，其中二手设备超过10%，需要更新换代的约有17%（5）（需更换磁控管数最少为4100×17%=697只）。磁控管按照进口最长使用寿命为5年，假设5年后完成更换。但我国现有情况想要完全换新不太现实，若考虑用到10%的二手设备情况,也就是说5年后这679只磁控管，需新换代的磁控管变为原来的10%。

带入式子Ⅵ，算出每年衰减比例m=0.63，即每年更换上一年总数的63%。

则，5年内，老设备中更新产品数量为：

……………………Ⅶ

C=697；

作为参考的时间，这里取2011（代表从2011年算起）；  

为T-年后剩余百分比；

T是想要计算的年数（这里我们取2011~2016，只计算到2016年）；

K为老设备中更新产品数量

当2003年时T=2003，老设备中更新产品数量为：K2003=420只；

2006年时T=2006，老设备中更新产品数量为：K2006=627只。

4. 3 未来几年国内CT机走势分析

CT机最长使用寿命20年，假设20年后依然有10%在工作，报废90%。

带入式子Ⅵ，算出每年衰减比例m1=0.99。

若假设2011除去需要更新换代的约有17%，剩下磁控管3403台（4100-697=3403台）都为新机器，到了2016年，也将报废：

3403×（1-0.995）=167(只)

由4.1计算结果：2013~2016年新增CT机需要用到磁控管数量分别为：330只、383只、444只、515只。到2016年将分别报废：13只、11只、9只、5只共约38只。

也就是说到2016年由于设备自然更新至少也会有205只磁控管需求。

小结：从第四节对国内直线加速用磁控管需求分析可以看出，到2016年国内CT机市场（不区分进口和国产）至少需要1347只磁控管。

五、其他方面磁控管需求分析及供需情况

5.1其他市场对磁控管需求分析

在出口环节上，相比跨国公司的全球销售网络，国产CT机出口的主要问题在于：在国外缺少维修人员和配件，售后服务无法得到妥善解决。国际出口形势相对复杂，由3.2内容分析得出最近几年受国际竞争和国内需求市场影响，出口CT每3年数量下降100台，如果按照这个趋势发展那么到了2016年大约会出口1300台CT。按直线加速器占CT机的比例36.5%（计算式Ⅰ）来分析大约需要磁控管1300×36.5%=475（只）。

同时直线加速器也用于肿瘤治疗，表5-1为收集到的医用肿瘤治疗设备在我国近年来的使用数量。

2010年直线加速器用磁控管4100台，医用肿瘤治疗设备3500台。若国内医用肿瘤治疗设备增长情况近似的等于国内CT机增长情况，由四节中分析到2016年国内CT机市场至少需要1347只磁控管，那么2016年医用肿瘤治疗设备国内市场大概需要：

小结：从第五节对国际出口及其他方面磁控管需求分析，到2016年其他市场至少需要:475+1048=1523只磁控管。

5.2磁控管供需对比

根据前面分析、计算的结果，到2016年时，全年对直线加速器用磁控管的需求量如表5-2所示：

国内和出口医用市场分析，到2016年总共需要约2870只磁控管。我国主要医用直线加速器生产厂家情况如表5-3，目前国内医用生产磁控管约为1360只，还不到3年后市场需求数量的一半，提升空间还很足。

六、总结

从宏观的发展来看，随着社会的发展和人民生活水平的提高,人们对生命健康愈加重视,市场对数字化医疗设备的需求急剧增长，从市场发展趋势来看，近几年直线加速器用磁控管需求量呈现稳定上升趋势。但我国较国外发展较晚，高端市场竞争力还不强，目前使用的直线加速器所用的磁控管绝大部分是进口磁控管，国产磁控管用量很少，技术及使用资料缺乏，严重制约了国产直线加速器的发展，从而影响到国产高端CT机的制造。随着我国医保政策的实施，国内在国家新增医疗资源，尤其是大力支持县级医院、二级医院诊断设备和医疗水平升级发展，以及社会资本进入医疗行业等政策实施的大背景下，到时CT机市场发展重心逐渐由经济发达地区向二、三级城市转移，意味着CT机市场会迎来一个新的发展机遇。为摆脱外资企业对国内CT机市场的控制，国家也鼓励国内企业大力发展CT技术，解决国内巨大的供需要求。“十二五”期间我国将加大支持国产医疗器械发展，实施集中招标采购时，优先采购国产医疗器械，为国内企业提供了很好的发展空间。

根据最新公布的一些数据来看，进出口总量在增加，由于我国医疗器材进口和出口产品技术档次不同，出口的多是普及型实用产品，进口的多是多层面螺旋技术产品，虽然进口数量比出口数量少，但进口产品附加值高，贸易逆差达大。这也为我国高端市场的发展提供了动力。

从数据分析的结果来看，到2016年光医疗行业对直线加速器用磁控管的需求至少达到2870只，目前的直线加速器用磁控管生产能力来看供不应求，还有很大的需求市场。

总的来说未来几年直线加速器用磁控管还很有市场，可以进行大批量生产，但考虑到产品复杂，应选择有磁控管生产经验的厂商合作，可降低技术方面的风险。

参考文献

（1）CT机造型设计研究（知网）

（2）西安彩虹医械技术培训学校CT成像原理及应用  赵美彦  课件

http://jpkc.fimmu.com/yxcx/kcwz/Content/n142/200606222007/pic/6/pic1.htm

（3）《医用电子直线加速器》作者： 杨绍洲 出版社：人民军医出版社 

出版日期： 2004-2-15编    号： 195497

（4）《2013-2017年中国CT机市场现状分析及投资前景研究报告》

（5）http://www.chinairn.com/中国行业研究网