儀器展示

全球首臺數(shù)字正電子發(fā)射斷層成像（PET）系統(tǒng)在我國誕生

華中科技大學(xué)謝慶國教授帶領(lǐng)的研究團隊近日宣布，他們已成功研發(fā)出世界首臺數(shù)字正電子發(fā)射斷層成像（PET）系統(tǒng)。據(jù)科研人員介紹，目前商用PET系統(tǒng)可檢測到約69立方毫米的病灶，而該數(shù)字PET系統(tǒng)能夠檢測到最小3.4立方毫米的病灶，僅為商用PET系統(tǒng)能夠發(fā)現(xiàn)的最小腫瘤的二十分之一。因此，數(shù)字PET系統(tǒng)可以更早、更靈敏地發(fā)現(xiàn)腫瘤，其可望為癌癥等疾病的預(yù)防和早期診療帶來突破，并促進國產(chǎn)高端醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)等新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

商用PET自上世紀(jì)70年代誕生以來，因其可以實現(xiàn)人體生理活動的無創(chuàng)可視化，從而開啟了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的全新時代，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，由于PET涉及核物理、電子、材料、機械、醫(yī)學(xué)等多門學(xué)科，技術(shù)門檻很高，因此，至今僅有3家跨國公司能獨立研制生產(chǎn)PET系統(tǒng)。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界現(xiàn)有PET設(shè)備5000多臺，我國約有160臺，全部為進口產(chǎn)品。目前，一些國家將PET系統(tǒng)的研發(fā)列為新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。

據(jù)科研人員介紹，當(dāng)前全球使用的PET系統(tǒng)均為模擬或模數(shù)混合設(shè)備。隨著數(shù)字化浪潮席卷全球，超聲、計算機斷層掃描（CT）、核磁共振（MRI）等醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備均已實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集源頭的數(shù)字化。由于PET要測量的信號頻率很高、顯現(xiàn)時間很短，現(xiàn)有的規(guī)則時間采樣方法一直難以捕獲、采集到足夠的信息，也就難以完整、精確地還原待測信號，因此，PET數(shù)字化成為各國科學(xué)界和工業(yè)界長期攻堅的課題。

2001年以來，謝慶國教授帶領(lǐng)來自13個學(xué)科的研究團隊，在國家自然基金委、科技部、教育部、華中科技大學(xué)相關(guān)基金和專項的支持下，經(jīng)過長達11年的努力，發(fā)明出“多電壓閾值采樣方法”，實現(xiàn)了精確的圖像重建，完成了從理論發(fā)現(xiàn)、關(guān)鍵探測器工業(yè)化生產(chǎn)、商業(yè)機裝配到動物成像實驗的研發(fā)過程。目前，科研人員運用該系統(tǒng)已完成13例癌癥（包括肺癌、肝癌、卵巢癌等）鼠模型、16例阿爾茨海默病鼠模型、30例正常鼠模型的研究，對儀器性能進行了全面驗證，證實設(shè)備在空間分辨率上實現(xiàn)了重大突破。目前，商用PET系統(tǒng)的最高空間分辨率是4.1毫米，即可檢測到約69立方毫米的病灶；而該數(shù)字PET系統(tǒng)對人體成像，空間分辨率可優(yōu)于1.5毫米，即可以檢測到最小約3.4立方毫米的病灶。

中國核學(xué)會核醫(yī)學(xué)分會理事長、華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院PET中心張永學(xué)教授表示，PET系統(tǒng)在分辨率上的任何一點進步，在醫(yī)學(xué)上都是革命性的突破，數(shù)字PET系統(tǒng)使PET系統(tǒng)的性能提升到了一個新境界，采用該設(shè)備可以更早檢測、更準(zhǔn)確地診斷疾病，對患者意味著生命的延長，對醫(yī)生意味著可以把握最佳治療時機與精準(zhǔn)度。

美國芝加哥大學(xué)終身教授、PET成像領(lǐng)域知名專家高建民博士認(rèn)為，謝慶國教授開創(chuàng)了數(shù)字PET的先河，目前最迫切的任務(wù)是將技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)中國尖端醫(yī)學(xué)成像設(shè)備的產(chǎn)業(yè)升級和跨越式發(fā)展。