拙鈍的探測器模糊了醫學影像

科技日報記者 張佳星

給奔跑的博爾特拍照，很容易「虛」。給跳動的心臟拍照，CT（電子計算機斷層掃描）也有相似的難題。

雪上加霜的是，傳統CT的斷層「視野」太窄，就好比「門縫裡看博爾特」，拍個全身還必須拍好幾張拼出一幅圖。

由於速度和視野的限制，給跳動的心臟準確成像是CT機誕生後幾十年內沒能達成的使命。近年來，一些進口高端CT機通過技術創新有所突破，主要是在探測器上下足功夫。

「進口的高端CT機為什麼貴，一些實力雄厚的醫院購買也要掂量掂量，主要貴在探測器上。」

一位醫學影像設備研發人員介紹，每個探測器單元價值幾萬元，最高端的320排CT探測器要上千萬元。

不掌握核心工藝

「排」是指CT掃描機探測器的陣列數，排數越多，探測器寬度越寬，一次掃描完成的寬度也就越大。如果CT探測器配備了320排探測單元，每排0.5毫米，一次掃描就可覆蓋正常成年人的心臟。

在接收X射線的同時，探測單元還必須成矩陣地高速旋轉，速度之快就像「武功高手」能讓一個弧面圍成一個「鐵桶」，而每旋轉一圈就要從2400—9600個不同角度對心臟的投影成像，感應速度要快，才能使整個心臟的一管一脈在這個「鐵桶」里被捕捉。

心臟CT得到的重建圖像

工藝方面，探測器的拼接工藝要求極高，排數越多生產工藝複雜程度成倍數增加。兩個探測單元排列在一起，中間的間隙如何做到最小，多個單元如何排列才能讓探測器單位面積上接收到X光的效率最高，這些都是工藝上要考慮的問題。

中科院自動化研究所、中科院分子影像重點實驗室副研究員王坤表示

「探測器具體的製造工藝是商業機密，企業是不可能披露的。就好比相機鏡頭在專利中可以呈現如何設計並描述拋面形狀，但不會透露加工方法和鍍膜材料。」

中科院分子影像重點實驗室團隊做過一次調研顯示，在傳統醫學成像（CT、磁共振等）上，我國最早的專利比美國平均晚20年。在專利數量上，美國是我國的10倍。這意味著整個產業已經完全掌握在國外企業的手裡了，所有的知識產權，所有的原創成果，所有的科研積累都在國外，中國只佔很少的一部分。更現實的情況是，在這一「賽道」中，已領先發展50年的國外龍頭企業布下大量的「專利」壁壘，限制了後來者的跟隨和超越。

材質是機密

「X光射線穿過生物體後，由探測器捕捉。探測器捕捉靈敏度如何，單位面積上能獲得X光的感應力度如何，決定了探測器的好壞。」王坤解釋，這取決於探測器使用的感應材質。

業內一篇題為《誰是頂級CT的老大？》的文章中列舉了飛利浦、西門子等頂級醫學影像設備製造商的CT機。對於探測器選用的材質，各大國際生產企業都諱莫如深，猶如獨門機密般以代號性詞語描述——GE將其Revolution CT的探測器晶體命名為「寶石」，而西門子則稱其為「獨有光子晶片」。

相關資料顯示，CT成像系統中探測器的首選方案為閃爍探測器，其中的關鍵部分是可將入射的不可見X光子轉換為可見光的閃爍晶體或熒光物質，完成後續成像。中國閃爍晶體從業的科研人員較少，閃爍晶體方面的人才培養單位只有上海硅酸鹽所等個別單位，自主開發的新型閃爍晶體較少，晶體生長和性能研究方面的結合較少。

在晶體材料研發和生產的困窘之下，也有企業試圖從海外謀求出路。例如，東軟醫療於去年對國外某領先的CT探測器核心材料製造商完成戰略投資。這樣的購買行為是否會買回核心技術還需時日驗證。

苦追無益，換條賽道破題

「目前國產醫學影像設備的大部分元器件依賴進口」，王坤說，國內企業如果從頭研發將根本無法盈利，而且至少要花10年、20年才能達到別人的現有水平。而到那個時候，最先進的醫學影像技術又發生了變化，還是競爭不過國外的企業。

如何擺脫跟著別人走的窘境？業內人士認為，與其在過去的傳統影像上競爭，不如在新的、更前沿的影像領域直接和國外展開競爭。

可競跑的新賽道中就有「分子影像」，即通過把造影劑打到人體內標記生物分子，進而看到人體內基因、蛋白等分子變化，可直接在活體上看到體內分子活動。分子影像的概念1999年才在國際上被提出，我國2002年跟進。現在在該領域的論文發表、知識產權積累、國際國內專利數量上我國跟國外差不多。

「分子影像這條道路上，我國目前與國外齊頭並進。」王坤認為，科學研究有基礎才能支撐起產業的持續發展與競爭力。據了解，中國科學院分子影像重點實驗室已研發出可在手術中導航的成像儀，在等待國家食葯監總局的認證批准，其元器件全部實現國產化。相關的分子探針也已進入新葯審批流程。

除了在新領域上搶佔先機，國家也已經啟動了相關研發計劃，立項提出了明確的目標，推動高端CT儀的生產和製造，以解決高端CT依賴進口的「卡脖子」問題。

來源：科技日報

編輯：岳靚

審核：王小龍

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