全數(shù)字PET/CT，更快更清晰

北京銳視康科技發(fā)展有限公司“新一代全數(shù)字高清PET/CT系統(tǒng)的研制”成功獲得2016年度國(guó)家科技部“數(shù)字診療裝備研發(fā)”項(xiàng)目立項(xiàng)。新一代更快更清晰的臨床PET/CT揚(yáng)帆起航。

北京銳視康科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理，中國(guó)科大博士、中科院高能所博士后，擁有深厚的PET及核醫(yī)學(xué)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)，曾帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)國(guó)內(nèi)首臺(tái)32環(huán)PET產(chǎn)品并通過(guò)CFDA認(rèn)證上市銷售。

北京銳視康科技發(fā)展有限公司“新一代全數(shù)字高清PET/CT系統(tǒng)的研制”成功獲得2016年度國(guó)家科技部“數(shù)字診療裝備研發(fā)”項(xiàng)目立項(xiàng)。新一代更快更清晰的臨床PET/CT揚(yáng)帆起航。

PET即正電子發(fā)射斷層成像，可在分子水平上提供病灶區(qū)域詳盡的功能與代謝信息，具有高靈敏度、強(qiáng)特異性及定位精確等特點(diǎn)，代表最先進(jìn)的核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域臨床檢查影像技術(shù)。PET與CT的結(jié)合更是醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一次革命，實(shí)現(xiàn)了功能圖像和解剖圖像信息的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。截至2014年，全球PET（PET/CT）市場(chǎng)保有量近萬(wàn)臺(tái)，隨著新興市場(chǎng)國(guó)家健康需求的快速增長(zhǎng)，未來(lái)全球PET市場(chǎng)將延續(xù)高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。

為了進(jìn)一步提升PET性能，達(dá)到掃描更快，成像更清晰以適應(yīng)臨床的需要，各大廠商以及研究機(jī)構(gòu)都在致力于研發(fā)時(shí)間響應(yīng)能力更好的閃爍晶體，努力提高探測(cè)前端電子電路、符合判選與數(shù)據(jù)采集電路的集成度，從而縮小PET硬件部分的體積、降低采購(gòu)成本、提高系統(tǒng)可靠性。全數(shù)字PET的研發(fā)理念就應(yīng)運(yùn)而生。與傳統(tǒng)的PET系統(tǒng)相比，全數(shù)字PET在設(shè)計(jì)上將AD轉(zhuǎn)換模塊移動(dòng)到初始信號(hào)輸出端，使得后續(xù)的處理電路全部升級(jí)為數(shù)字電路，大大加強(qiáng)了系統(tǒng)的抗噪性能，提升了系統(tǒng)的集成程度。

“新一代全數(shù)字高清PET/CT系統(tǒng)的研制”項(xiàng)目以北京銳視康科技發(fā)展有限公司為牽頭，聯(lián)合國(guó)內(nèi)一流的高等院校、科研院所等，采用創(chuàng)新性的技術(shù)路線研發(fā)新一代臨床全數(shù)字PET成像系統(tǒng)。此外，在質(zhì)檢與臨床測(cè)試方面，聯(lián)合專業(yè)第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)以及國(guó)內(nèi)三甲醫(yī)院對(duì)儀器的本征性能與臨床性能進(jìn)行測(cè)試，細(xì)化新一代全數(shù)字PET（PET/ CT）的臨床優(yōu)勢(shì)，并經(jīng)過(guò)臨床研究及時(shí)發(fā)現(xiàn)反饋問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化改進(jìn)，以使該產(chǎn)品更好地滿足市場(chǎng)要求。

項(xiàng)目涵蓋了三個(gè)核心技術(shù)與裝備工程化項(xiàng)目攻關(guān)研究：

（1）全數(shù)字化PET核心探測(cè)器的研發(fā)

探測(cè)器的選擇和制作是PET技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題，這是因?yàn)橐徊縋ET掃描儀的位置分辨、時(shí)間分辨和靈敏度等技術(shù)指標(biāo)主要取決于它所使用的探測(cè)器。采用新型的閃爍晶體（LYS，LSO）與高分辨率和高靈敏度的半導(dǎo)體探測(cè)技術(shù)（SiPM），研發(fā)新一代全數(shù)字化PET核心探測(cè)器。以提升PET系統(tǒng)整體的分辨率和靈敏度。

（2）全數(shù)字化PET系統(tǒng)的整機(jī)集成

由于閃爍晶體之間以及探測(cè)器之間存在個(gè)體性差異， 需要對(duì)PET探測(cè)器模塊進(jìn)行一致性調(diào)試。設(shè)備搭建完成后，需要結(jié)合重建數(shù)學(xué)模型、機(jī)械設(shè)計(jì)、智能化機(jī)電控制等進(jìn)行整機(jī)聯(lián)調(diào)，達(dá)到設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)。研究部分容積效應(yīng)、生物標(biāo)記物、成像算法等因素對(duì)成像質(zhì)量的影響，提出有效的圖像校正方法，提高分子醫(yī)學(xué)影像定量分析的結(jié)果和精度。

（3）醫(yī)學(xué)影像采集、處理與數(shù)字化管理關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

將分子醫(yī)學(xué)影像眾多的算法和復(fù)雜的數(shù)據(jù)置入一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算框架，組成一條管道式的流水線。開(kāi)發(fā)符合DICOM標(biāo)準(zhǔn)的硬件接口，方便與醫(yī)院內(nèi)已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)硬件和遠(yuǎn)程通信設(shè)施相連，包括PACS控制器和圖像存儲(chǔ)服務(wù)器、DICOM圖像顯示工作站、DICOM打印服務(wù)器等，有助于提高醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化管理效率和診斷水平，促進(jìn)遠(yuǎn)程放射會(huì)診。

“新一代全數(shù)字高清PET/CT系統(tǒng)的研制”項(xiàng)目技術(shù)路線采用了國(guó)際上最先進(jìn)的閃爍晶體LYSO以及半導(dǎo)體探測(cè)器（SiPM）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了超高時(shí)間分辨率的全數(shù)字化PET系統(tǒng)的核心探測(cè)模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)位置、能量、時(shí)間信息的全數(shù)字化處理，增強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)的抗噪能力。同時(shí)，基于良好的時(shí)間特性，技術(shù)路線采用了TOF技術(shù)，提升了整個(gè)系統(tǒng)的空間分辨率、時(shí)間分辨率、能量分辨率等性能指標(biāo)，達(dá)到采集更快，成像更清晰的臨床目標(biāo)。同時(shí)，由于整個(gè)設(shè)計(jì)的純數(shù)字化，可以更加方便的實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，提升了整個(gè)系統(tǒng)的靈活性。全數(shù)字化設(shè)計(jì)導(dǎo)致的模塊化優(yōu)點(diǎn)，可以更好地實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)模塊的復(fù)用性。

新一代臨床全數(shù)字PET影像設(shè)備涉及核電子、光電子、信息、材料、精密機(jī)械等多個(gè)產(chǎn)業(yè)的高精尖技術(shù)。項(xiàng)目的啟動(dòng)不但對(duì)我國(guó)高端醫(yī)學(xué)影像裝備的發(fā)展具有相當(dāng)?shù)妮椛渑c帶動(dòng)效應(yīng)，而且能夠帶動(dòng)我國(guó)在核素成像技術(shù)與關(guān)鍵電子元器件制造、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)、軟件系統(tǒng)、醫(yī)用DSP與ASIC處理芯片的制造技術(shù)、先進(jìn)精密儀器制造技術(shù)等方面的快速發(fā)展。PET/CT是我國(guó)高端影像裝備實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的一個(gè)突破口，擁有其獨(dú)特的歷史發(fā)展機(jī)遇。新一代全數(shù)字臨床PET/ CT系統(tǒng)的設(shè)計(jì)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，此項(xiàng)目的開(kāi)展，對(duì)促進(jìn)國(guó)產(chǎn)醫(yī)療裝備做大做強(qiáng)，使國(guó)產(chǎn)高端醫(yī)療裝備走出國(guó)門，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)換代”及“高端裝備制造業(yè)2025”的宏偉目標(biāo)具有極大的推動(dòng)作用。

目前我國(guó)僅惡性腫瘤病人就約有500萬(wàn)～700萬(wàn)人，每年新發(fā)病人約200多萬(wàn)，若其中十分之一需作PET/CT檢查的話，將至少有約70萬(wàn)～90萬(wàn)人次的檢查，按目前PET/CT檢查收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，合計(jì)檢查費(fèi)用高達(dá)30億～50億人民幣。若考慮到心腦血管疾病的需求，這一數(shù)目還要翻一番，檢查費(fèi)用接近百億人民幣，因此有很大的市場(chǎng)潛力。實(shí)際上，國(guó)內(nèi)各醫(yī)院作PET/CT檢查次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到這一數(shù)目，主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)市場(chǎng)基本被GE、西門子和飛利浦三大跨國(guó)公司壟斷，進(jìn)口PET/CT價(jià)格昂貴，PET/CT掃描儀數(shù)量很少而且病人檢查費(fèi)用很高。自行研發(fā)新一代全數(shù)字PET并實(shí)現(xiàn)核心部件的國(guó)產(chǎn)化，可降低它的生產(chǎn)成本。同時(shí)，由于是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，因此售后維護(hù)維修成本也將大幅度降低。費(fèi)用的降低使做PET/CT檢查的病人數(shù)目增加，不僅會(huì)產(chǎn)生很好的社會(huì)效益，也會(huì)給醫(yī)院及生產(chǎn)部門帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益。

曾海寧