國產「追光者」?國產PET/CT TOF時間解析度突破200ps量級!

2021-12-29 器械之家

日前,國內第一家推出飛行時間(TOF)技術的PET/CT廠家,賽諾聯合舉辦發布會,發布了突破200ps量級飛行時間的國產PET/CT產品,據悉該產品已獲得權威檢測機構認證。

關於TOF

器械之家此前在報導西門子醫療的Biograph Vision PET/CT時,曾介紹過被工業界公認的PET技術發展的終極方向的飛行時間技術(Time of Flight,TOF)。

患者在進行PET/CT檢查前,需要先進行藥物注射,藥物會被病灶組織選擇性吸收,並會發生正電子湮滅反應,連續地發出γ光子,γ光子以成對的形式出現,方向相反成180度,軌跡在同一條直線上即響應線。PET探測器圍繞人體呈環狀,可以接受發自人體不同方向的伽馬光子。


TOF技術通過測量來自同一信號的兩個光子到達探測器的時間差,可以把病灶定位在一個較小的區域內,減少病灶與正常組織信號的相互幹擾。TOF時間解析度越高(數字越小),病灶的識別就越準確,圖像信噪比就越高,PET就可以在短時間獲得高質量的圖像。

因為技術原因,儘管實驗室已經實現≤200ps的極限TOF時間解析度,但實際應用中也僅是從1980年代的750ps達到目前的350-550ps,在200ps的極限數值下的TOF,增益能夠達到目前TOF的兩倍。(ps,皮秒,1,000,000,000,000 皮秒 = 1秒)因此全球的PET設備廠商對TOF技術無比關注。

接近理論極限的Biograph Vision

西門子醫療的Biograph Vision 「追光者」 PET/CT是目前全球TOF解析度最接近實驗室極限值的產品,高達214ps的時間解析度給「追光者」帶來了前所未有的視角。

該設備運用了三大核心技術:光子凍結技術為追光者提供了接近極限數據的214ps時間解析度,能在保證高圖像質量的前提下,大幅降低患者的藥物注射劑量、縮短掃描時間;880x880 超大矩陣成像能夠顯著提升小病灶探查力;UDR廣域高清探測器採用3.2x3.2x20mm的晶體切割,在保證足量的光子探測效率的同時,兼顧更高的時間解析度。

此外追光者還搭載了包括包括78CM大孔徑設計、FlowMotion 全身動態等在內的多款西門子醫療獨特的設計及技術。

突破200ps量級飛行時間的國產PET/CT產品

據悉,賽諾聯合即將上市的高端PET/CT產品也突破了350-550ps的技術瓶頸,其TOF時間解析度能夠達到287ps!

在高端PET/CT領域,有兩個至關重要的核心器件——LYSO晶體與矽光電轉換器件(SiPM)及其信號讀出晶片。其中,LYSO晶體,國內晶體廠家已經打破國外技術壟斷,率先實現了完全國產化,甚至已出口供貨給國外主流廠商,但SiPM及其信號讀出晶片技術卻一直未能實現國產化,而賽諾聯合即將發布的新機型在SiPM及其信號讀出晶片的核心技術上做出了突破,實現了器件量產並通過PET/CT整機性能測試,實現核心技術全部自主可控。PET/CT作為功能影像診斷利器,對於小病灶的成像與診斷率一直是業界關注的焦點。而飛行時間技術是新一代PET/CT最重要的標誌性技術,TOF時間解析度的提升,能夠為患者減少注藥劑量、縮短掃描時間、優化PET臨床圖像的效果。

結語,儘管突破200ps量級且核心技術自主可控已經是國產高端PET/CT取得的重大突破,但飛行時間每提高1ps的難度都會呈現幾何級數增加,我們在數據對比上也能夠看出,相比於西門子醫療的追光者,國產設備仍有較大差距,但至少邁出了從無到有的第一步,期待未來國產設備廠商能夠在高端設備研發領域不斷取得突破。

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