時(shí)間分辨率突破200皮秒
聯(lián)影醫(yī)療發(fā)布新一代正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像
時(shí)間分辨率突破200皮秒（創(chuàng)新故事）
本報(bào)記者 喻思南 《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2023年04月17日 第 19 版）
前不久，聯(lián)影醫(yī)療發(fā)布了新一代PET—CT（正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像），首次將分子影像設(shè)備時(shí)間分辨率提升到200皮秒以內(nèi)。
這一突破，源于7年前的一個(gè)大膽設(shè)想。
“我們相信，PET—CT的飛行時(shí)間精度還能夠優(yōu)化�！痹谝淮味ㄆ趨R報(bào)中，王超和安少輝提出：進(jìn)一步提升PET—CT性能，突破口就在這里。
王超和安少輝當(dāng)時(shí)是聯(lián)影醫(yī)療分子影像事業(yè)部的核心研發(fā)人員。那一年，憑借核心器件的數(shù)字化創(chuàng)新，聯(lián)影醫(yī)療PET—CT技術(shù)進(jìn)入國(guó)際前列。為持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)前沿發(fā)展，公司計(jì)劃預(yù)研新一代產(chǎn)品。
同一信號(hào)發(fā)射的兩個(gè)光子到達(dá)探測(cè)器的間隔，便是時(shí)間分辨率。用PET—CT診斷，時(shí)間分辨率越高，即探測(cè)飛行時(shí)間越精準(zhǔn)，意味著對(duì)病灶的識(shí)別就越準(zhǔn)確，圖像的信噪比也越高。因此，時(shí)間分辨率被視作衡量PET—CT性能的黃金標(biāo)準(zhǔn)。
時(shí)間分辨率按皮秒計(jì)算，1皮秒為1萬億分之一秒。2016年，同類產(chǎn)品還處于300—400皮秒量級(jí)。專家測(cè)算，再往上每提高1皮秒，研發(fā)難度將幾何級(jí)增加。小于200皮秒，這是產(chǎn)品性能跨越的關(guān)鍵指標(biāo)。
“想做行業(yè)引領(lǐng)者，就要冒點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)�！甭�(lián)影醫(yī)療管理層非常支持研發(fā)人員的設(shè)想，“200皮秒這道關(guān)口，我們一定要跨過去。”
梳理思路，科研人員找到了主攻方向：研發(fā)專用芯片高效處理信號(hào)，打造高性能、小型化的探測(cè)器。
這類專業(yè)芯片的研制，雖然論文上寫得很清楚，也有其他精密測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用案例，但如何在PET—CT上實(shí)現(xiàn)工程化，還沒有先例可循。
“研發(fā)芯片不是我們的專長(zhǎng)，外部支持團(tuán)隊(duì)聽到這么嚴(yán)苛的指標(biāo)后，都退避三舍�！蓖醭貞洠皶r(shí)間不等人，我們只能自己干！”
安少輝告訴記者，影響芯片性能的因素很多，盡管團(tuán)隊(duì)精益求精，但第一版的結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)相比差距很大。
整整3個(gè)月，聯(lián)影醫(yī)療分子影像團(tuán)隊(duì)聯(lián)合聯(lián)影微電子團(tuán)隊(duì)一一測(cè)試所有參數(shù)，分析可能出問題的環(huán)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，他們制定了第二版方案。這一次，結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)越來越接近，但對(duì)照時(shí)間分辨率突破200皮秒的目標(biāo)仍有距離……
經(jīng)過多次改進(jìn)，科研人員拿出了第三版方案。“盡管仿真顯示我們?cè)O(shè)計(jì)的芯片沒問題，可最后一版方案送出去時(shí)，我心里依舊沒有底。”安少輝坦言。
測(cè)試結(jié)果顯示，在自研芯片驅(qū)動(dòng)下，新一代數(shù)字化探測(cè)器時(shí)間分辨率首次突破200皮秒，達(dá)到190皮秒量級(jí)。
“PET—CT的性能跨越，不是靠某單一性能指標(biāo)的提升。”王超說，他負(fù)責(zé)設(shè)備研發(fā)總體工作，6年多來，除時(shí)間分辨率外，聯(lián)影醫(yī)療和生態(tài)合作伙伴協(xié)同發(fā)力，還在空間分辨率、靈敏度和軸向視野等方面取得了一系列突破。
“算法對(duì)PET—CT非常重要�！甭�(lián)影醫(yī)療分子影像事業(yè)部董筠博士說，“高效算清、算準(zhǔn)海量數(shù)據(jù)，背后的難度不亞于硬件上的創(chuàng)新。經(jīng)過摸索，我們開發(fā)了一種新算法�！�
新技術(shù)應(yīng)用進(jìn)入全產(chǎn)品線，需要平臺(tái)化的支撐。以技術(shù)平臺(tái)化滿足用戶多樣化需求，是科研人員的另一項(xiàng)創(chuàng)新。聯(lián)影醫(yī)療分子影像事業(yè)部劉士濤博士說，由于探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了小型模塊化設(shè)計(jì)，科研人員能夠像搭積木一樣，根據(jù)用戶的臨床和科研需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整PET—CT的軸向視野。
“高端醫(yī)療器械研制，我們要有信心當(dāng)引領(lǐng)者�！比缃瘢醭砷L(zhǎng)為聯(lián)影醫(yī)療分子影像事業(yè)部總裁，“10多年前我們啟動(dòng)開發(fā)PET—CT時(shí)，很少人相信能做成；7年前，我們提出時(shí)間分辨率突破200皮秒目標(biāo)時(shí)，大家也不看好�，F(xiàn)在，我們都做到了�！�
“創(chuàng)新永無止境�！币褤�(dān)任聯(lián)影醫(yī)療分子影像事業(yè)部副總裁的安少輝，正在思考如何繼續(xù)提升PET—CT性能，“下一次革新，我們還要努力走在前面�！�
（責(zé)任編輯：歐云海）
