创新基金终稿

第一部分 项目概述本项目“CT球管油路温度无线监控系统”属于2009年国家创新基金指南四（五）1医学影像技术产品(1) “X射线摄影成像技术产品：如：大热容量、高功率、高性能X射线管及其关键技术”的重点支持领域。本项目产品采用CT球管（CT X射线管）油路温度无线监控技术，避免X射线管过热负荷运行，同时利用“增强X射线管散热效率等效于提高X射线管热容量”原理，实现了等效于1.5-2倍热容量X射线管性能，使X射线管的使用寿命平均延长了2-3倍，主要应用于医疗机构CT，X光机，DSA等放射线设备。本项目主要创新点：自主开发设计了CT球管油路温度智能控制系统（发明专利: ZL 0.0），建立了经验数据库和球管热负荷关系数据库，将实际测量的多点温度数据与数据库进行比对推理，实现了智能监控，能更合理、高效地使用球管，避免球管过热运行，延长球管寿命；采用多点传感与集中监控方式，优化设计了微型无线温湿度采样传感组件。开发了基于面向传感组件的可扩展的多通道接口与软件模块，通过实施无线监测冷却油回路多点温度及扫描机架环境温度，量化了冷却油温度动态变化过程，实现了可配置方式的多路多点的油温无线监控；针对扫描机球管结构，设计了散热通道，设计应用了多目标变量自动控制专用冷风机，通过实时调节扫描机架的空气流量，降低扫描机架的环境空气温度，提高球管散热回路的热交换效率，实现中小热容量CT球管达到大热容量的使用效果。该产品关键技术在多个国家申请专利保护，拥有自主知识产权，其中在中国的发明专利已授权（专利号：ZL 0.0），并于2009年6月通过了欧盟CE认证。产品经浙江科技信息研究院查新，结论未见述及；经国家计算机外部设备检测中心和浙江省电子技术检验所检测，所测技术性能指标符合企业标准要求；经江苏宿迁市人民医院、河南开封市第一人民医院等用户试用，反映良好，各项指标均达到设计要求，市场前景广阔。第二部分 企业概况一、基本信息企业名称杭州灿维影像科技有限公司成立时间2008-07-18注册资本100万元法定代表人企业负责人联系人姓名最高学历专业身份证号码职称办公电话移动电话E-mail股东构成股东名称(或姓名)投资者经济形态法人代码或身份证号是否上市公司境外公司或外籍所占股份投资方式开户银行帐号上年度营业收入上年度创汇企业类型已转让成果数(生产场地面积)企业性质二、企业管理团队1、核心团队总经理：详见创业企业家介绍。技术副总： 2007年毕业于浙江大学机器人自动化专业，博士学历。该同志在单片机设计，上位机控制软件设计上有着丰富的经验，曾经独立完成了ABB变频苏州工厂的生产线质量监控系统软件，得到了高度评价。作为项目的技术副总，有十多年从事CT球管研究、生产、制造的实践经验和丰富的理论知识与较强的创新意识。在产品研发方面，注重科技创新，积极吸收国内外高速发达的最新技术，以科技投入、知识投入为要素，使科技迅速转变为生产力，积极为企业持久发展的原动力创造条件。期间研发、调试产品多年，积累了相当的CT球管保护系统开发的实践经验和丰富的理论知识。2008年7月起到本公司工作，负责新产品开发工作。由其参与研发的CT球管油路温度无线监控系统已通过省级新产品鉴定，其渊博的专业知识，娴熟的技术，丰富的经验，突出的科研能力，为公司的产品研发和技术服务质量的提高作出了卓越的贡献。市场副总： 1995年毕业于上海医疗器械高等专科学校该同志自毕业后在医院从事设备维修及设备管理工作，先后在广东及浙江做过多年的省级医疗器械代理商，现任公司销售副总，负责市场营销工作。经过多年的工作实践，该同志能够根据市场动态的发展趋势，把握市场变化信息，扩大与用户沟通的各种渠道，及时调整经营策略，特别在新产品的市场推广工作中，能充分利用和调度资源，迅速抢占市场先机，建立销售渠道。财务副总： 该同志从事企业财务管理多年，历任会计、银行支行会计科长，熟悉财务体系、财务制度建立，在成本的控制、税务筹划方面拥有丰富的实践经验，具有全盘业务处理和良好的职业判断能力，运用所学的财务知识解决财务中的实际问题。2007年加入杭州灿维影像科技有限公司，协助管理层完成项目投融资，并结合公司实际情况建立一套完善的财务管理体系。2、创业企业家介绍1995年毕业于上海理工大学医疗器械学院放射线设备专业。1995年8月1997年8月在浙江萧山市第一人民医院设备科从事放射设备维修。1997年8月1999年8月浙江大学脱产自动化控制在职研究生。1999年10月2004年12月西门子中国有限公司医疗工程部CT技术支持。2001年-2003年三次赴德国爱尔兰根西门子医疗部门CT研发部及CT球管（X射线管）工厂学习及进行技术交流，针对我国还不能独立制造大功率大热量CT球管（X射线管）的现实提出了增强X射线管散热效率实现大功率大热量X射线管效果的思路。2005年5月创办了杭州灿维信息技术服务有限公司，开始了创业之路。面对国内CT日益普及，越来越多的医院使用热容量大价格昂贵的X射线管，X射线管更换频繁，使用成本居高不下，医院叫苦不迭的状况，该同志立志要改变这种现状。我国的CT球管（X射线管）全部依赖于国外几家大公司制造，而我国自主能够制造的最大容量X射线管也只有8000MA,而通常最低配置的CT球管（X射线管）至少需要2M热容量，要想实现突破需要巨额资金投入。面对我国的现状，该同志提出了开发CT球管（X射线管）油路温度无线监控系统的目标，从避免X射线管过荷及等效提高X射线管热容量着手，达到降低使用成本，等效大热容量X射线管性能的目标。从2005年5月开始，杨华同志开始了CT球管（X射线管）油路温度无线监控系统的研发，2006年5月样机试制成功，经过三年多二十几家医院不同型号CT试用，X射线管平均寿命延长了3倍，实际性能相当于1.5-2倍热容量X射线管。在该领域引起了轰动。为了使该产品市场化，取得相关合法资质，2008年7月组建了杭州灿维影像科技有限公司，并赴美国学习考察，与GE公司技术人员就提高X射线管使用效率进行交流。 2008年6月，国家发明专利“CT球管油路温度无线监控系统”（发明专利号：0.0）获得授权，为了产品能够市场化并取得相关合法资质，原杭州灿维信息技术服务有限公司以专利持有人身份控股成立杭州灿维影像科技有限公司，并取得企业标准认证，国家计算机外部设备质量检测中心认证，欧盟CE认证，公司具备了合法生产，销售资质。企业要做大、企业要发展，光靠自身积累是远不够的。企业要把产品做成产业，要把品牌做成名牌，既有“质”的水平，同时必须有“量”的飞跃。灿维必须走资本运作的企业发展之路，把自有知识产权的系列产品做大、做强，才能使企业立于不败之地。公司准备用三年的时间，在本项目完成时达到全公司销售收入7000万元。通过五年努力使销售收入达2亿元，努力搞好科技创新，努力加强现代企业管理，争取五年之后在美国纳斯达克上市，把今天的中小企业创办成明天的大企业、知名品牌企业。三、企业现有能力1、企业现有人力资源配置企业管理人员：公司目前中层以上的管理人员4人，主要是管理、监督企业的研发部门、财务部门、市场销售部门及生产部门的日常工作。使各部门之间能够相互协调、相互进步、相互提高，使企业能够在相对安定的环境下持续平稳地运作、发展，尤其是使生产部门安全、快速地完成工作任务。总经理：1人 负责公司战略决策，人员招聘，管理协调生产部，销售部，财务部门，研发部门的日常工作。技术副总：1人 负责项目研发，研发资金预算，原材料质量监督，生产工艺及标准制定，外协代工的质量监督，客户技术层面调研，项目总成，定型，升级。销售副总：1人 负责产品直销，代理商协调，广告宣传，产品定价等事宜。生产部主任：1人 负责产品生产，调试，包装，储存，运输等事宜。财务副总：1人 负责工资发放，原材料采购，资金调度，融资，税务申报等业务。研发人员：研发部门拥有技术人员3名，作为整个公司的核心部门，由技术副总直接领导，其中，制冷工程研发1名，电路设计1名，软件开发1名。各技术人员分工科学合理，所有人员都能够在各自的岗位上最大程度地发挥自己的才能。同时不断引进国内外先进的技术为研发项目提供更好的选择，使部门研发的产品功能达到更高的水准。销售人员：销售部门是公司与外界交流的重要窗口，由3位具有丰富市场经验的人员组成，其中1人常驻郑州，负责华北，东北地区业务，1人常驻成都，负责西南，华中地区业务，1人常驻广州，负责华南业务。他们主动了解市场动态，并将市场的最新信息反馈给研发部门，使研发人员能够更好的了解市场情况，根据市场需求对产品进行改进和升级。公司目前已建立了自己的直销+分省代理销售网络。生产人员：生产部门有4人，负责产品的机械加工，总装，调试，安装。公司的核心技术为电子设计线路，软件，具体部件委托协作工厂代加工，目前产品准备批量生产，现有的生产人员已经不能满足生产需要，但本着质量第一，宁缺毋滥的原则，公司对生产技术工人的素质要求较高，培训周期较长，生产能力不足已经成为公司发展的瓶颈。公司正在积极解决这个矛盾。 2、企业研发能力1）企业的研发队伍 本公司是一家专业独家从事CT球管（X射线管）油路温度无线监控系统的研究、开发、生产、销售及科技成果产业化推广的高科技企业。公司拥有一支敢于创新，敢于实践的精干研发团队。目前企业从业人数15人，全部具有大专以上学历，平均年龄30岁，其中博士1人，研究生1人。高级职称3人。从事研发4人，企业管理5人。专业配置合理，各具特长。2）企业的研发投入公司自成立起就极其注重在研发上的投入，历年在研发资金上的投入均超过当年销售收入的5%以上，其中2008年在研发资金上的投入为18.29万元，达到该年销售收入的11.89%。3）企业的研发成果本公司组建的宗旨在于技术创新，并实现产业化。创办近一年来在对CT球管（X射线管）油路温度监控系统系列产品的科研成果产业化的同时，又组织科研人员向高端螺旋CT（64排-256排）配套该产品进行研发和工艺改进。3、企业现有生产设施设备条件企业现有生产设施设备条件，包括企业已具备的生产条件公司用于新品研发场地为160 m2，现拥有专用设备8台。公司自成立以来一直十分重视产业链的建立，采用技术含量高的关键部件自主研发、自主生产，并带动一些相关企业配套加工辅助零部件，按时收集齐套，自主装配、调试、检验，严把质量关，全面解决应用技术方案的模式，开展以本部为主，经销商为辅的经营方式，建立国内及国际营销网络，扩大市场占有率。根据公司产品自身的特殊情况，对原材料进行定点供应。根据月销售计划、季度销售计划和年度销售计划及时转变原材料的使用计划定点核定供应商，严把质量关，把材料的库存时间缩短到最短，使厂里有限的资金用在刀刃上。1、有完善的企业管理制度和欧盟CE质量认证以及完整的产业链配套生产企业。2、公司有新品研发场地160m2，生产场地300 m2，专用设备8台，有3台不同功率的CT作为配套测试，2-5兆热容量实验CT X射线管6个。3、有优质、空白的全球市场空间，潜在市场广阔。因此产业化基础条件充足。鉴于此，我们以技术关键部件自主研发，相关配套部件外协加工，统一生产管理，统一控制质量，统一销售。序号设施名称/数量产地1焊接机/1无锡2贴片机/1东莞3车床/1台州4钻铣床/1济南5折弯机/1青岛6打包机/1上海7逻辑分析仪/1台湾8CT/3德国西门子9示波器/6美国FLUKE10数字万用表/6美国FLUKE11ICT在线测试仪/1台湾12气体流量表/2石家庄13耐压测试仪/1南京14组合工具/10上海4、企业营销能力经营模式公司根据现代企业发展的需要，建立并不断完善企业的管理制度，建立用户信息库，对客户进行分类管理，控制高风险客户，改进应收款管理。在客户分布管理上将有足够偿付实力的客户作为公司的有价值客户。做好细致的市场调研工作，依据国家产业发展方向开发高附加值的新技术产品，从产品的设计理念、工艺改造、新材料应用、成本控制方面突破，使公司发展成产、学、研为一体的实体公司。严格按照ISO9001质量管理体系的要求执行，确保产品质量。树立品牌形象，体现公司的文化，通过生产质量过硬的产品而练就一批训练有素的能打硬仗的研发团队、营销团队和管理团队，争取用三年的努力把“SAMWAY”商标做成国际著名品牌。公司非常明确科技是第一生产力的观念，不断给研发队伍制订新的目标，对完成目标者给予适当的奖励。公司将依靠较强的研发能力，根据市场的要求，选择有较大市场潜力的产品，在特定的领域形成市场优势，立足于国内外市场和知识产权保护，从性能、资质上占据绝对优势，并积极做好产品的售后服务，赢得市场，赢得客户。市场策划能力、销售渠道公司本着诚信为本、质量第一、客户至上的宗旨。以优质的产品，诚恳的服务建立稳定的客户群体。（1）建立以市场及客户需求为导向的公司组织架构。（2）建立市场变化趋势敏锐捕捉体系，紧密跟踪市场。（3）在公司内部严格执行计划进度、严格考核制度和保证体系。保证订单保质、保量，按时完成交给客户。（4）培养优秀的营销队伍，拟定全国普及营销计划，针对地域市场的特点建立营销网络。（5）建立健全完善的营销管理制度、售后服务系统及整体解决方案措施。通过典型案例在用户现场进行培训、普及应用技术。定期专访客户，做好售后服务支持，按时保修维护。要做到走进一家稳定一家，一步步扎实的建立自己的客户群。归根结底：自主创新是企业获取持续发展的动力，是企业加快开发新技术产品的核心，是企业品牌强有力的支撑，是企业持续获得利润的最好证明。5、资金管理能力资金管理能力1、企业财务主管、会计的专业背景、专业证书获得情况*，会计师，有十多年的财务管理经验，曾任银行会计科长、企业财务部长，有丰富的财务管理工作经验，熟悉并遵守国家财务、税务、外汇管理、法律法规，具备扎实的专业基础和理论基础。2007年加入杭州灿维影像科技有限公司，协助管理层完成项目投融资，并结合公司实际情况建立了一套完善的财务管理体系。2、企业财务管理状况及采取的相应措施面对资金管理问题，公司按照规范的财务运作制度，聘请专业的财务人员处理相关公司财务问题。公司监事会成员对每笔开支，每笔收入都进行核对。王姬文同志自公司成立以来，主管公司的财务管理工作，凭着十多年的财务管理经验，制订了各项企业财务管理制度，并设计了各项标准定额及生产车间的各部门考核办法，严格考核，降低各部门的运行成本，提高企业的经济效益。企业新产品开发必须写出可行性报告，建立新品开发成本分析报告，提出新产品开发用款计划，并严格进行评审，对外协加工合同、材料采购合同和生产产品一样进行评审，评审通过的费用可以支付，对于评审通不过的事项，则限期进行分析，再评审，把有限资金用在刀刃上。所有新产品开发财务文件必须经财务经理审核签字生效，充分保证新产品开发资金的应用效率。公司财务制度严格，按计划使用和回收，资金利用率高。3、应收账款、应付账款的管理策略和回收及支付能力公司按照规范的财务运作制度，对资金管理做到条理清晰，实现了资金业务标准化、业务管理规范化、业务处理效率化、资金成本可控化和资金收益最大化。针对我公司的特点，财务部制定了适宜的财务管理制度，每月都进行一次应收款和应付款的评审。对主要的销售客户和主要的协作厂家签订定期收款和付款协议，对每个客户建立客户档案，建立严格的信用等级，对违反信用的客户降级信用，对信用较好客户升级，对业务人员采取发货收款“两条线”，确保资金流动计划的实施。这些管理策略有效的保证了公司资金流动的安全，统一的资金分析、预警和预测，统一的监控各类资金业务进展和运行状况，统一的对各类资金业务过程进行日常管理，提高资金管理的业务运作效率与数据质量，提高资金利用率。有效降低资金的运行成本，扩大资金收益率，以此来提高企业财务管理效率，提高企业支付能力。4、是否得到过银行贷款并能够按期偿还，是否有银行颁发的资信等级证书 公司无银行贷款。6、其他特殊能力其他特殊能力欧盟CE认证四、企业发展情况1) 企业最初成立情况杭州灿维影像科技有限公司是由 （甲方）和 （乙方）及 （丙方）于2008年7月合资创建的，注册资本100万元。从公司成立之日起，就把宗旨定为：将CT球管（X射线管）油路无线油路监控系统产业化，主导该技术的全球行业技术标准。本公司设有研发中心160m2，专用于研发新产品，有用于产业化的两个生产车间共300m2，专用加工设备8台及3台不同功率的CT作为试验机及2-5M热容量实验X射线管6个，满足公司系列新品开发的例行试验及大批量生产的质量监控。公司配有各种检测设备，保证全系列生产时的检测。公司自组建后以来，在实现科研成果产业化的同时，重点放在专利的国际申请上，目前已在美国，欧盟等主要市场国家提出专利申请保护。公司专利目前已经引起西门子，通用电气的关注，但公司坚持独立自主的原则，正在与国际风险投资公司洽谈融资，以期迅速拓展国际市场，争取美国上市。2) 企业重大项目开发及产品上市情况2005年5月，杭州灿维信息技术服务有限公司成立，立项研发CT球管油路温度无线监控系统,2006年1月产品研制完成，并就核心技术“CT球管油路温度无线监控系统”申请国家发明专利，并在浙江温岭第三人民医院SIEMENS EMOTION DUO 双排螺旋CT,江苏省宿迁市人民医院SIEMENS SENSATION 4 4排螺旋CT，浙江省台州市中心医院SIEMENS SENSATION 4 4排螺旋CT，河南省开封市第一人民医院SIEMENS EMOTION DUO 双排螺旋CT上进行实验。实验取得了惊人的效果，开封第一人民医院球管寿命达到120万秒，是厂家设计寿命的9倍，宿迁人民医院球管寿命达到133万秒，是厂家设计寿命的10倍，医院非常满意，引起试点周边医院的轰动和关注。2008年6月，国家发明专利获得授权，为了产品能够市场化并取得相关合法资质，原杭州灿维信息技术服务有限公司以专利持有人身份控股成立杭州灿维影像科技有限公司，并取得企业标准认证，国家计算机外部设备质量检测中心认证，欧盟CE认证，公司具备了合法生产，销售资质。产品于2009年3月正式上市。第三部分 项目技术与产品实现一、项目基本情况1、项目基本信息项目名称CT球管油路温度无线监控系统申请基金路线先申请地方创新基金，然后申请国家创新基金申报基金类型一般项目基金支持方式无偿资助是否留学人员创办企业否是否软件类项目否是否高技术服务业否所属领域医学影像技术产品起始时间2009.9计划完成时间2011.92、项目技术传承（1）项目技术来源项目技术来源自主研发（3）与项目相关的知识产权情况专利号码专利名称专利类型专利进展情况专利范围专利权人名称专利权人性质专利权人与项目单位关系ZL 0.0CT球管油路温度无线监控系统发明已授权国内杭州灿维信息技术服务有限公司单位同一单位3、项目负责人及技术骨干基本情况（1） 项目负责人基本情况姓名学历目前与企业之间的关系手机通信地址自我陈述（经历）（2） 项目技术骨干基本情况(不超过5人)自我陈述（经历）项目技术骨干3姓名学历目前与企业之间的关系手机通讯地址自我陈述（经历）二、项目技术方案与创新性1、项目的技术原理项目所依据的技术原理本项目产品CT球管油路温度无线监控系统，是根据股东杨华同志获的国家发明专利 “CT球管油路温度无线监控系统”（发明号：ZL 0.0）原理为基础，自主创新研发的高科技产品。本项目应用于医疗机构使用的计算机断层摄影设备，简称CT。CT采用X射线作为放射源，通过采样穿透扫描物体后射线的衰减剂量，利用计算机处理数据，生成扫描部位图像。球管也称X射线管是CT的X射线发射源，CT球管是大容量（2-10兆HU热容量）大功率（20-60KW）高性能X射线管，价格昂贵，是一个损耗部件，目前只用少数国外大公司能够生产，我国的医院主要依赖进口。球管在发射X射线的同时会产生大量的热量，球管在过热状态下运行损伤最大，散热的效率直接影响球管的寿命，常规球管采用加热灯丝（阴极）产生电子，通过高压电场加速，轰击重金属靶面（阳极），产生X射线，阳极产生的热量辐射到管壳，由管壳外的冷却绝缘油吸收热量，冷却绝缘油通过油泵循环流动，利用风扇进行热交换，达到冷却球管的效果。球管产生的热量并不简单取决于病人数量，不同的扫描条件，扫描方式，扫描密集程度，及冷却系统状态是否良好所产生的差异是很大的。大部分CT球管设有过热提示，但这通常是极限值，此时球管已经受损，随着球管的持续使用，各部件逐渐老化，实际耐热程度下降，这时再依靠极限条件下的过热提示显然是不合适的，况且绝大部分CT的客户操作界面上不显示球管的油路温度，操作人员很难把握球管状态，同时绝大部分CT不检测球管冷却回路油泵和风扇是否工作，而球管损坏有20%的概率是油泵和风扇损坏造成的，我国和其他人口密集的发展中国家，对CT的依赖程度较高，使用频率也远高于发达国家，况且绝大部分发展中国家不实行预约制度，造成球管短期或者长期处于高负荷状态，球管更换频繁。工作原理：无线监测CT球管油冷却循环回路多点温度及扫描机架内环境温湿度，通过计算机比对球管的热负荷曲线进行推理，测算出安全的扫描富裕量，避免球管瞬间危险负荷运行，同时智能控制冷风机以相匹配的冷却功率对扫描机架冷却，增强球管的散热效率，等效提高球管的热容量。系统构成一个封闭的控制反馈回路，将球管置于安全运行范围，实践表明球管的使用寿命平均延长3倍，性能等效于1.5-2倍球管的热容量。图3.1 CT球管油路温度无线监控系统原理图功能：1）无线测量并实时显示球管油循环回路循环前，循环后油路温度，扫描机架内环境温度，环境湿度。2）控制计算机将采样数据与球管热负荷特性曲线进行比对推理，求出球管安全热负荷冗余量，当球管热负荷超过安全上限时发出警告并锁定CT主机鼠标，强制CT球管冷却，避免球管过热受损，球管寿命得以极大延长。3）控制主机根据球管油路温度，扫描机架环境温度自动启动冷风机以相匹配的冷却功率对扫描机架运送冷风，加速扫描机架内的空气流量，与球管产生的热量通过循环油回路的散热器进行热交换，加速球管的散热，提高散热效率，等效提高了球管的热容量，可以实现更大容量，大功率球管才能负荷的大范围，大剂量，长时间扫描。4）控制计算机将采样数据与历史数据库和经验数据库进行比对，可以判定球管油循环回路效率是否良好及是否故障，方便操作人员及时发现隐患及故障，及时排除，避免球管受损。5）附加摄像头监视功能，便于操作人员观察扫描机架后方视野盲区，及时发现并排除如增强造影可能发生的针头错位，脱落导致的可能危及病人健康的医疗事故。2、项目国内外研究开发现状项目国内外研究开发现状自伦琴发现了X光具有成像功能之后，球管也就应运而生了球管主要由灯丝、靶、靶轴、 管套、 高压系统这样几部分组成。 球管工作时，灯丝上通有电流， 灯丝电流电子在外加高压系统产生的强大磁场作用力的驱动下，高速溢出， 轰击到球管靶面之上 就产生了X光射线。球管是需要定期更换的部件， 是一款相当昂贵的高级耗材。只要CT设备在使用着，球管就必然要有损耗。 使用到一定的程度就必需更换新球管。 球管更换所需的经费占据CT设备运转成本中很大的一部分。球管更是CT设备的中心部件之一，是X-ray的发生部分的核心部件。只有当球管提供稳定、高质量的X 光线，CT 设备的一切功能才能得以按部就班的进行。国外现状：发达国家用户主要以美国，日本，欧盟为主，用户使用观念偏向于量化操作，对于模糊的经验不是很认可，因此有关球管保护方面的摸索不多。发展中国家没有中国这么大量集中的市场，在这方面探索的层次不如我国。德国西门子公司开发了类似产品：球管卫士，（见新闻发布），但只局限于该公司DEFINITION 系列64排以上螺旋CT上应用，价格在40万人名币，且不能通用与别的型号和公司CT。西门子医疗日前推出了适用于所有SOMATOM Definition系列CT的“球管卫士”服务。作为对客户设备进行预前、实时监控的一种额外选件，“球管卫士(Tube Guard)”可以通过“设备的贴身卫士(Guardian Program)”实施。它可持续监控客户CT系统的球管运转情况。“球管卫士”可在球管真正出现故障(如停止运转)之前，自动通过西门子远程服务 (SRS)及时在线通知西门子维修中心。从而可实现立即更换组件，大幅降低不可预知的系统故障风险。由于CT通常被用作急诊和心脏的检查，因此客户对该系统的可靠性要求极高。CT球管是易损部件，使用寿命由使用率决定。如果球管出现故障，就会导致整个工作流程的中断。而患者则需要再次预约检查或被转移到其他科室。利用含有球管卫士选件在内的设备的贴身卫士可以大幅降低系统故障风险，多数情况下，能借助球管卫士提前预知球管哪个部位将发生故障，然后采取相应措施。这使得客户对临床工作流程的规划较以往更加可靠。CT球管具备多种功能，比如：冷却、真空和旋转等。如果安装球管卫士，传感器会实时主动监控这些功能并通过西门子远程服务发送数据。这样在故障真正发生前，就可检测出参数偏离，从而能在满足临床需求的基础上缩减维修开支。国内现状：自80年代中期CT应用在我国逐步开展起来，CT球管的高成本，易损坏的问题一直受CT客户关注。围绕着如何合理使用CT球管，延长寿命这个课题，很多使用人员，维修人员及相关技术人员就一直在研究，总结，交流相关经验。主要包括：1 保持机房的电源，温度，湿度在一定范围恒定。2 调整扫描参数，合理安排扫描间隔和密集程度，避免球管过热。3 注意及时处理扫描机架的通风滤网，风扇，球管的油泵，热交换器等散热部件，保持球管的良好散热状态。归根到底，就是保持球管的散热良好，避免球管过热。但这些经验和总结有局限性：1 没有一个统一的量化标准，操作存在模糊性。比如参数调整，扫描间隔及密集度的量化标准，散热部件对不良状况即时处理的判定标准，以及球管过热的标准等等。2 经验和总结局限于某个具体机型，无法普及推广。经研究，球管的热量主要集中在阳极，温度可以达到摄氏1000度，在管芯这个小空间，高真空，高压环境下无法直接测量，油路温度是一个可以参考的标准，也是可以测量的；CT球管及散热油循环回路组件是随着转盘高速旋转的，有线测量非常困难，但X光机球管是有限范围往复可动的，可以直接布线测量，因此，本公司开发了CT球管油路温度无线监控系统，具有以下功能：1 无线实时监测球管油路温度。2 实现配套扫描机架的冷却风机散热，提高了球管的冷却效率。经试用，该项目适用于所有CT球管，实践表明球管寿命平均延长2-3倍，热容量等效提高0.5-1倍。3、项目主要内容及创新点：项目主要内容及技术路线主要研究开发内容：已完成的研究内容：1、球管油路温度与热负荷曲线关系的研究；球管油路温度与热负荷存在非线性关系，在拐点附近，热负荷上升，油路温度变化将非常缓慢。本公司通过大量实验和数据掌握了不同热容量球管的拐点和温度变化比率，这为计算机通过温度数据推理球管的冗余负荷量提供了理论基础。2、球管热负荷与寿命关系的研究；球管热负荷主要表现在旋转阳极承受的热量，这与球管的曝光功率（管电压，管电流，曝光时间）有关，热负荷越大，阳极轴承，玻璃外壳，金属外壳等部件变形老化的概率加大，球管损坏的可能性增加，本公司研究了大量故障球管的使用记录数据，掌握了球管寿命平均延长三倍的安全热负荷范围。3、无线数据传送的研究；常规的球管需要四个传感通道：两个球管油温传感器，一个扫描机架温度传感器，一个扫描机架湿度传感器。采用多跳对等的通信方式,将具有传感器、数据处理单元及通信模块的大量智能节点散布在感知区域, 节点以自组方式形成网络, 能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象信息并处理、传送到单片机，单片机接收进行编码处理后通过射频模块发射至控制计算机，在显示器上实时显示温度值。4、无线发射模块小型化研究；温度传感器采用了单总线数字传感器，要保证发射电路及天线体积小，发射功率必须尽可能的小，本公司巧妙的利用扫描机架后方的摄像头作为接收天线，既增加了监视的实用功能，又使接收距离缩小到1.5米，通过对元器件的不断选择，布局和封装的不断改进，发射模块体积缩小到火柴盒大小，质量不到100克，信号接收良好，安装简便。4、冷风机低噪音高功率化研究；冷风机功率越大，噪声越大，由于冷风机移动放置在扫描机房，噪声最好低于CT本身的噪声，本公司在冷风机的外壳设计上运用了声学原理，通过出风蜂窝孔的径深，方向及布局设计，噪声小于CT自有分贝。5、冷风机散热研究冷风机散热通过室外机势必要改造机房，但是一则所需费用过多，二则耗时耗力，最后还得不到理想的效果，故而热量只能排放到扫描机房，影响设备环境温度。针对该问题，本公司采用将冷凝水淋雾在蒸发器上的方法，中和产生的热量，解决了这个难题。6、冷风机接口对接兼容性研究；不同品牌及型号的CT，对接方式和布局是不一样的，这势必对产品的推广造成困难，加重生产成本。本设计了可变组合接口，可以根据不同布局自由组合。尚需进一步完善的研究内容：为了使项目产品更加适应市场的要求，将对CT球管油路温度无线监控系统做一定的改善，扩大其应用领域，使其占据更大的市场份额。1、普通大容量X光机球管适用性研究；800MA以上数字胃肠机，数字剪影X光机的X射线管价格相对较高，寿命也引起医院的重视，如何运用CT球管油路温度无线监控系统原理，设计生产出结构简易成本低廉的温控产品是公司需要进一步完善的，必将面临一个广阔的市场。2、64排以上螺旋CT产品配套研究；目前少数高端医院开始使用64排或256排螺旋CT，球管采用透心凉技术，实际热容量可达15兆，该球管价格在120-160万之间，但实际使用寿命普遍很短，产品配套于此类CT，软件推理和冗余量计算要考虑透心凉技术的特殊性，需要进一步搜集数据和实验。关键技术1) 油路温度无线监测技术：自主设计微型无线温湿度采样模块，构建CT球管无线温度监测系统，实时监控油路温度变化，避免球管过热损坏。2)油路冷却技术：自主设计专用冷风机，建立智能闭环回路冷却控制系统， 提高CT球管散热效率。工艺路线图：市场调研、项目分析（评审）系统结构设计、软件设计（评审）各部件的设计（评审）各部件所用材料的采购（评审）各部件生产工艺设计和评审 自主加工，设备条件评审；外协加工，厂家评审测试、例试条件的评审 设计调整评审，测试结果评审 用户对样机的认可（评审）试用结果的（评审） 小批量生产合同评审小批量生产条件评审测试与例试参数、数据（评审） 批量生产条件（评审）工艺、检测、例试条件（评审）小批量试生产 批量生产 图3.2 CT球管油路温度无线监控系统工艺路线图项目创新点创新点一：自主开发设计了CT球管油路温度智能控制系统（发明专利：ZL 0.0），建立了经验数据库和球管热负荷关系数据库，将实际测量的多点温度数据与数据库进行比对推理，实现了智能监控，能更合理、高效地使用球管，避免球管过热运行，延长球管寿命。传统的CT球管只有油温超限保护，只有一个单一的开关值，计算机无法判定球管热相关状态。本项目产品并不是简单的显示了监测数据，而是计算机以大量变化过程的数据为基础，通过构建的经验数据库，球管热负荷关系数据库进行比对推理，从简单测量升级为智能监控，操作人员从模糊使用转变为量化，合理，高效的维护和利用球管，保持了球管的良好性能，避免了球管过热运行，球管寿命极大延长。图3.3 油路温度无线监控系统结构图通过对大量故障球管的运行记录进行分析，球管损坏的根本原因在于过热运行，有效避免球管过热运行，球管的性能将保持良好，寿命将极大延长。图3.4 球管结构及油冷却循环回路球管结构及散热原理：球管由管套，管芯构成，管芯内部为高真空状态，管芯内由灯丝构成阴极，旋转钨合金靶构成阳极，阴阳极间加上高压，构成高压电场，灯丝通过加热产生热电子在高压电场的作用下高速轰击重金属阳极靶面，产生X射线，1%能量转化为X射线，99%能量转化为热量，灯丝和阳极靶热量通过辐射到管芯外壳，由高压绝缘油吸收，通过油冷却回路的油泵循环出来，热交换器与机架内空气进行热交换，达到散热效果。球管过热产生的原因：A类：散热不良1）机架所在的扫描室温度偏高，通常恒温在23度，春秋季由于相对湿度较低，有的医院空调不开，尽管人感觉凉爽，但温度可能高到28度，球管冷却回路的热交换效率降低。2）机架进风口滤网堵塞，空气流通不畅。3）机架出风口风机故障或风口堵塞。空气流通不畅。4）球管油冷却回路热交换器堵塞或风扇故障，热交换效率降低。5）球管油冷却回路油泵故障，冷却油无法循环，球管无法散热。6）冷却绝缘油老化及产生积碳杂质，造成油路不畅及散热性能下降。B类：阳极热负荷过高1）扫描模式选择的功率及时间乘积偏大，阳极热负荷累积量过高。2）扫描的密集度过高，病人间隔时间过短，阳极热负荷累积量过高。本项目建立经验数据库和球管热负荷关系数据库，计算机通过测量的多点温度数据与数据库进行比对推理，从简单测量升级为智能监控，操作人员从模糊使用转变为量化，合理，高效的维护和利用球管，保持了球管的良好性能，避免了球管过热运行，球管寿命极大延长。 图3.5 产品监控人机界面1、建立经验数据库，计算机进行比对推理，避免球管过热。 球管过热在一定程度上反映到油温升高，本通过大量的球管故障运行记录分析和经验总结表明，球管都存在一个相对危险的油温区间，超过这个油温区间，球管损坏的概率就明显增加。本总结了不同型号CT球管的油温区间阈值，构建了经验数据库。球管油冷却回路在正常状态下油温上升速度，降温速度，油泵循环前后温度差值是有一个范围的，本测量并总结了不同球管油冷却回路上述范围值，构建了经验数据库。计算机通过多点温度测量数据与经验数据库比对推理，做出预警，提示和控制。1）当油温到达危险区间时，计算机发出警告，并可以锁定CT操作鼠标，等待油温低于阈值后继续。2）当油温升温速度和降温速度超过数据库范围，计算机判定球管散热不良，并作出散热效率提示，维护人员可以及时检查及处理滤网，灰尘等散热隐患。3）当油泵循环前后油温差值超过数据库范围，计算机做出油泵故障提示，维护人员可以及时排除故障。例 部分球管经验数据库表3.1球管型号油温危险区间最大温升速度最小降温速度油泵循环前后油温最大差值ROTANX52-55度2.3度/120秒0.6度/120秒2.3度DURA 20256-58度4.3度/120秒0.2度/60秒4.5度DURA 42250-52度2.2度/60秒0.4度/60秒3.2度AKRON44-46度1.1度/60秒0.6度/60秒1.2度2、建立热负荷关系数据库，计算机通过当前的油温值与热负荷关系数据库进行比对，判定当前的热负荷冗余量，求出下一病人扫描模式所需热负荷量应等待的时间间隔并作出提示，操作人员可以合理安排扫描模式的条件与扫描间隔，避免球管过荷运行。球管的热负荷是指阳极产生的热量与散发的热量差值积淀，最大热负荷就是阳极最大能够储存的热量，也称热容量，单位焦耳，通常也用HU单位表示，1MHU=J,普通X光球管在0.3MHU以下，CT球管通常在2MHU-8MHU范围。热负荷超过球管热容量球管将受损，热负荷越低，球管寿命越长，通常球管的热负荷低于热容量的80%，球管是相对安全的，球管的性能保持良好，寿命极大延长。以SIEMENS EMOTION DUO 双排螺旋CT为例，说明热负荷与油温，时间的关系：球管型号DURA 302 热容量焦耳，10KW有效功率模式（头部扫描）持续扫描，图3.6为球管油温与时间的关系曲线，图3.7为阳极热负荷与时间的关系曲线。图3.6 球管油温加热/冷却曲线 图3.7 球管热负荷加热/冷却曲线由图3.7 10KW加热曲线可知，10KW模式工作10分钟阳极热负荷从0上升到焦耳，（接近极限，在这里设定该值为安全负荷上限）球管油温从20度上升到57.3度（见表1），如果进行下一头部扫描，模式功率10KW，阳极累积负荷需要焦耳，球管负荷要不超过安全上限需降到焦耳，通过表2的冷却曲线可知需要70秒，通过表1的冷却曲线可知，经过70秒，油温降到55。6度。通过油温与热负荷曲线关系计算，下一头部模式扫描需等待球管油温降到55.6度以下或时间间隔70秒以上球管热负荷将不超过安全上限。本项目根据球管的热负荷与油温，时间，扫描模式功率关系及各种类型的扫描方式，求出不同CT，不同球管各扫描功率级别下热负荷冗余与时间，油温关系数据库，为便于使用人员简化操作，分低，中，高三大功率扫描级别，各级别在当前油温区间应等待的时间以进度条的方式提示操作人员，进行下一功率级别扫描建议等待冷却的时间，操作人员可以合理的安排扫描间隔与扫描模式，尽可能使球管在相对安全的热负荷区间运行，球管寿命极大延长。例 部分球管热负荷关系数据库表3.2：CT型号球管型号热容量油温区间低负荷间隔时间中负荷间隔时间高负荷间隔时间SIEMENS BALANCEDURA 2022MHU25-35度30秒60秒100秒3640度40秒80秒120秒4145度45秒100秒150秒4650度45秒120秒180秒5155度120秒180秒240秒56度以上危险区间PHILIP MAX8000AKRON B5.3MHU2537度30秒45秒60秒3840度35秒50秒70秒4143度35秒60秒120秒43度以上危险区间 计算机进行智能监控并不会降低CT的使用效率，由于传统的CT，病人扫描没有预约，操作人员无法把握球管的热运行状态，病人过度集中在某一时间段或短期扫描密集度过大，球管过热受损，而其余时间段则相对空闲，本项目产品使用后，操作人员可以合理安排扫描间隔和扫描密集度，综合效率得以提高。创新点二：采用多点传感与集中监控方式，优化设计了微型无线温湿度采样传感组件。开发了基于面向传感组件的可扩展的多通道接口与软件模块，通过实施无线监测冷却油回路多点温度及扫描机架环境温度，量化了冷却油温度动态变化过程，实现了可配置方式的多路多点的油温无线监控。由于CT球管是随着机架转盘连续旋转的，有线测量技术及工艺复杂，成本较高，因此，传统的CT球管是不测量油温的，只是装有油温超限保护开关，这就存在弊端：1油温超限保护为极限保护，此时球管已经受损。2球管冷却回路各点温度变化过程无法监测，没有数据供计算机进行判定，推理和控制，根本无法判定球管油冷却回路油泵是否故障，热交换器效果是否良好，亦或油路是否堵塞等问题。常规的无线测量技术应用是比较广泛的，但传统的CT没有使用无线测量技术，这是因为：1 CT机房墙体是无线信号屏蔽设计，球管测量点的无线信号很难传输到操作室。2 CT作为医疗检查设备，无线信号的强度和频率有着严格的电磁兼容限制。本项目优化设计开发微型无线采样探头模块，将微型探头贴附在球管油路回路的金属管壁，这样不破坏CT球管本身，微小的体积和质量也不影响转盘配重及转速。在该系统增加有线的监视摄像功能，摄像头固定在球管所在的机架后方的墙上，既增加了机架后方视野盲区监视功能，又巧妙的利用摄像头作为接收天线，摄像头本身距离机架仅1-2米，无线模块发射功率可以做到相当微小，既远小于国家规定的CT机房电磁辐射标准，又可靠的传递了数据。图3.8 无线监控系统结构图微型无线传感组件设计了可扩展的多通道接口与软件模块，最大支持扩展12个传感通道，采用多跳对等的通信方式,将具有传感器、数据处理单元及通信模块的大量智能节点散布在感知区域, 节点以自组方式形成网络, 能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象信息并处理、传送到单片机，单片机接收进行编码处理后通过射频模块发射。图3.9 无线传感组件框图根据各种类型和结构的球管可以选择扩展连接传感器，常规的球管需要四个传感通道：两个球管油温传感器，一个扫描机架温度传感器，一个扫描机架湿度传感器。对于部分高端CT上使用的0兆球管，由于该球管有独立的散热油箱，在该油箱上扩展连接油箱表面温度传感将有利于判断油箱内部管路的散热均匀性能。对于高端双球管配置的CT,扩展接口将有利于全面监控各球管状态。无线发射处理器采样测量球管冷却油路循环前冷却油的温度及经过风扇冷却后冷却油的温度并实时传送温度数据到无线接收处理器，通过计算机接收，实时显示在显示器上。通过