國產全數字PET:“火眼金睛”揪出癌症

本文轉自【科技日報】;

全數字PET與傳統PET的關係,好比數碼相機之於膠片相機,在技術上是質的飛躍,有望帶來PET應用場景的全面革新。全數字PET從關鍵材料、核心元器件到系統整機全部為中國自主研發,是自主創新的代表性成果。

4月8日,記者從華中科技大學獲悉,由該校生命學院教授謝慶國帶領團隊發明的全球首款臨床全數字PET,自去年6月在湖北省鄂州市中心醫院投入試執行以來,已憑藉其“火眼金睛”為數百名患者提前“揪”出癌症病灶,走完從研發成果到臨床應用的艱難創新過程,實現了國產創新醫療儀器全數字PET從0到1的跨越式發展。

自主創新的代表性成果

PET是正電子發射斷層成像的簡稱,是一種生化靈敏度極高的核醫學分子影像技術。在惡性腫瘤、心血管疾病、神經系統疾病等重大疾病的基礎研究、早期診斷、療效評估等方面具有極大的應用價值。

但傳統PET不能精確數字化原始訊號,需要用類比電路將原始脈衝訊號拉寬放慢,因此係統複雜、資料粗糙。全數字PET以“全數字”和“精確取樣”為本質特點,在取消類比電路處理的同時,實現訊號源頭的精確數字化,事半功倍。

全數字PET與傳統PET的關係,好比數碼相機之於膠片相機,在技術上是質的飛躍,有望帶來PET應用場景的全面革新。中國科學院院士倪嘉纘認為,全數字PET從關鍵材料、核心元器件到系統整機全部為中國自主研發,是自主創新的代表性成果。

可對訊號源頭進行精確數字化

具體來說,全數字PET訊號精確穩定,能夠獲得更好的解析度。這在臨床上,就意味著可以發現更小的腫瘤、更小的病灶,從而實現早診斷早治療。其二,由於數字訊號處理的高度發達與靈活,使得機器學習、人工智慧等計算機學科的成果可以很方便地在全數字PET中應用和進化,所以全數字PET在臨床中可以越用越準。其三,全數字PET實現了高度模組化的設計,不僅意味著PET本身可依據實際需求實現各種結構,同時還可以更有效地與其他醫學裝置結合使用,包括與一些治療裝置配套,達到“邊診斷、邊治療”的效果。

“因為實現了數字化、模組化,所以全數字PET特別好維護,如果有哪個地方出了問題,只需要拆下一個模組換上即可,不會像傳統PET維護那樣牽一髮而動全身,需要花很長時間和很大力氣。”鄂州市中心醫院核醫學科主任焦次來說。

此外,全數字PET可在降低輻射劑量的同時,又快又準地查出結果。如果受檢者不小心在檢查床上移動造成了影象的偽影,或突然發生檢查中斷的意外情況,全數字PET也不需要重新掃描,只需透過影象處理軟體就可以及時校正。

將盡快實現大規模高質量應用

PET的全數字化,並不是簡單的技術換代,而是PET的“再發明”。不同於以往的專用電路,全數字PET內部採用的全是通用電子器件。從產業發展的角度看,具有重大意義。這意味著全數字PET能夠隨著消費電子的高速發展更新換代,大大加快其技術發展和效能提升的速度,既不容易被任何人壟斷,更不容易被人“卡脖子”。

因研發門檻極高,此前只有極少數西方國家掌握了數字PET的研發技術,謝慶國團隊透過自主發明的MVT方法,解決了PET訊號源頭的數字化國際難題,實現了全球數字PET研發領域的原創與領先。在進入臨床“實戰”後,該儀器用一個個切切實實的臨床案例,充分證明了這一全新技術路線的可行性,以及這一顛覆性創新科技的巨大潛力。

“目前,我們在鄂州已經完成了全數字PET從0到1的研發與應用突破,接下來,將盡快實現大規模、高質量的應用,儘快駛入從1到N的發展‘快車道’。”謝慶國對此充滿期待。

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