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年度國家科技部“數(shù)字診療裝備研發(fā)”項目立項。新一代更快更清晰的臨床PET/CT揚帆起航。

北京銳視康科技發(fā)展有限公司總經(jīng)理，中國科大博士、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，曾帶領(lǐng)技術(shù)團隊成功研發(fā)國內(nèi)首臺32環(huán)PET產(chǎn)品并通過CFDA認證上市銷售。

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年度國家科技部“數(shù)字診療裝備研發(fā)”項目立項。新一代更快更清晰的臨床PET/CT揚帆起航。

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、強特異性及定位精確等特點，代表最先進的核醫(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，實現(xiàn)了功能圖像和解剖圖像信息的優(yōu)勢互補。截至2014年，全球PET（PET/CT）市場保有量近萬臺，隨著新興市場國家健康需求的快速增長，未來全球PET市場將延續(xù)高速增長勢頭。

為了進一步提升PET性能，達到掃描更快，成像更清晰以適應(yīng)臨床的需要，各大廠商以及研究機構(gòu)都在致力于研發(fā)時間響應(yīng)能力更好的閃爍晶體，努力提高探測前端電子電路、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)運而生。與傳統(tǒng)的PET系統(tǒng)相比，全數(shù)字PET在設(shè)計上將AD轉(zhuǎn)換模塊移動到初始信號輸出端，使得后續(xù)的處理電路全部升級為數(shù)字電路，大大加強了系統(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”項目以北京銳視康科技發(fā)展有限公司為牽頭，聯(lián)合國內(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)檢與臨床測試方面，聯(lián)合專業(yè)第三方測試機構(gòu)以及國內(nèi)三甲醫(yī)院對儀器的本征性能與臨床性能進行測試，細化新一代全數(shù)字PET（PET/ CT）的臨床優(yōu)勢，并經(jīng)過臨床研究及時發(fā)現(xiàn)反饋問題，實現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化改進，以使該產(chǎn)品更好地滿足市場要求。

項目涵蓋了三個核心技術(shù)與裝備工程化項目攻關(guān)研究：

（1）全數(shù)字化PET核心探測器的研發(fā)

探測器的選擇和制作是PET技術(shù)的關(guān)鍵問題，這是因為一部PET掃描儀的位置分辨、時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)體探測技術(shù)（SiPM），研發(fā)新一代全數(shù)字化PET核心探測器。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)的整機集成

由于閃爍晶體之間以及探測器之間存在個體性差異， 需要對PET探測器模塊進行一致性調(diào)試。設(shè)備搭建完成后，需要結(jié)合重建數(shù)學(xué)模型、機械設(shè)計、智能化機電控制等進行整機聯(lián)調(diào)，達到設(shè)計的性能指標(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)置入一個統(tǒng)一的計算框架，組成一條管道式的流水線。開發(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)硬件和遠程通信設(shè)施相連，包括PACS控制器和圖像存儲服務(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，促進遠程放射會診。

“新一代全數(shù)字高清PET/CT系統(tǒng)的研制”項目技術(shù)路線采用了國際上最先進的閃爍晶體LYSO以及半導(dǎo)體探測器（SiPM）技術(shù)，實現(xiàn)了超高時間分辨率的全數(shù)字化PET系統(tǒng)的核心探測模塊的設(shè)計，實現(xiàn)位置、能量、時間信息的全數(shù)字化處理，增強了整個系統(tǒng)的抗噪能力。同時，基于良好的時間特性，技術(shù)路線采用了TOF技術(shù)，提升了整個系統(tǒng)的空間分辨率、時間分辨率、能量分辨率等性能指標(biāo)，達到采集更快，成像更清晰的臨床目標(biāo)。同時，由于整個設(shè)計的純數(shù)字化，可以更加方便的實現(xiàn)模塊化設(shè)計，提升了整個系統(tǒng)的靈活性。全數(shù)字化設(shè)計導(dǎo)致的模塊化優(yōu)點，可以更好地實現(xiàn)整個系統(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、精密機械等多個產(chǎn)業(yè)的高精尖技術(shù)。項目的啟動不但對我國高端醫(yī)學(xué)影像裝備的發(fā)展具有相當(dāng)?shù)妮椛渑c帶動效應(yīng)，而且能夠帶動我國在核素成像技術(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)、先進精密儀器制造技術(shù)等方面的快速發(fā)展。PET/CT是我國高端影像裝備實現(xiàn)跨越式發(fā)展的一個突破口，擁有其獨特的歷史發(fā)展機遇。新一代全數(shù)字臨床PET/ CT系統(tǒng)的設(shè)計達到了國際領(lǐng)先水平，此項目的開展，對促進國產(chǎn)醫(yī)療裝備做大做強，使國產(chǎn)高端醫(yī)療裝備走出國門，參與國際競爭，實現(xiàn)“創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級換代”及“高端裝備制造業(yè)2025”的宏偉目標(biāo)具有極大的推動作用。

目前我國僅惡性腫瘤病人就約有500萬～700萬人，每年新發(fā)病人約200多萬，若其中十分之一需作PET/CT檢查的話，將至少有約70萬～90萬人次的檢查，按目前PET/CT檢查收費標(biāo)準(zhǔn)，合計檢查費用高達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，檢查費用接近百億人民幣，因此有很大的市場潛力。實際上，國內(nèi)各醫(yī)院作PET/CT檢查次數(shù)遠遠沒有達到這一數(shù)目，主要是因為國內(nèi)市場基本被GE、西門子和飛利浦三大跨國公司壟斷，進口PET/CT價格昂貴，PET/CT掃描儀數(shù)量很少而且病人檢查費用很高。自行研發(fā)新一代全數(shù)字PET并實現(xiàn)核心部件的國產(chǎn)化，可降低它的生產(chǎn)成本。同時，由于是國內(nèi)生產(chǎn)，因此售后維護維修成本也將大幅度降低。費用的降低使做PET/CT檢查的病人數(shù)目增加，不僅會產(chǎn)生很好的社會效益，也會給醫(yī)院及生產(chǎn)部門帶來較高的經(jīng)濟效益。

曾海寧