全球首臺數字正電子發射斷層成像(PET)系統在我國誕生
華中科技大學謝慶國教授帶領的研究團隊近日宣布,他們已成功研發出世界首臺數字正電子發射斷層成像(PET)系統。據科研人員介紹,目前商用PET系統可檢測到約69立方毫米的病灶,而該數字PET系統能夠檢測到最小3.4立方毫米的病灶,僅為商用PET系統能夠發現的最小腫瘤的二十分之一。因此,數字PET系統可以更早、更靈敏地發現腫瘤,其可望為癌癥等疾病的預防和早期診療帶來突破,并促進國產高端醫療設備產業等新興戰略產業發展。
商用PET自上世紀70年代誕生以來,因其可以實現人體生理活動的無創可視化,從而開啟了醫學影像學的全新時代,在醫學領域得到廣泛應用。然而,由于PET涉及核物理、電子、材料、機械、醫學等多門學科,技術門檻很高,因此,至今僅有3家跨國公司能獨立研制生產PET系統。據不完全統計,全世界現有PET設備5000多臺,我國約有160臺,全部為進口產品。目前,一些國家將PET系統的研發列為新興戰略產業的重要發展方向。
據科研人員介紹,當前全球使用的PET系統均為模擬或模數混合設備。隨著數字化浪潮席卷全球,超聲、計算機斷層掃描(CT)、核磁共振(MRI)等醫學影像診斷設備均已實現數據采集源頭的數字化。由于PET要測量的信號頻率很高、顯現時間很短,現有的規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數字化成為各國科學界和工業界長期攻堅的課題。
2001年以來,謝慶國教授帶領來自13個學科的研究團隊,在國家自然基金委、科技部、教育部、華中科技大學相關基金和專項的支持下,經過長達11年的努力,發明出“多電壓閾值采樣方法”,實現了精確的圖像重建,完成了從理論發現、關鍵探測器工業化生產、商業機裝配到動物成像實驗的研發過程。目前,科研人員運用該系統已完成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,證實設備在空間分辨率上實現了重大突破。目前,商用PET系統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;而該數字PET系統對人體成像,空間分辨率可優于1.5毫米,即可以檢測到最小約3.4立方毫米的病灶。
中國核學會核醫學分會理事長、華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院PET中心張永學教授表示,PET系統在分辨率上的任何一點進步,在醫學上都是革命性的突破,數字PET系統使PET系統的性能提升到了一個新境界,采用該設備可以更早檢測、更準確地診斷疾病,對患者意味著生命的延長,對醫生意味著可以把握最佳治療時機與精準度。
美國芝加哥大學終身教授、PET成像領域知名專家高建民博士認為,謝慶國教授開創了數字PET的先河,目前最迫切的任務是將技術轉化為產業,實現中國尖端醫學成像設備的產業升級和跨越式發展。
