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国产“追光者”?国产PET/CT TOF时间分辨率突破200ps量级!

国产“追光者”?国产PET/CT TOF时间分辨率突破200ps量级!

 

日前,国内第一家推出飞行时间(TOF)技术的PET/CT厂家,赛诺联合举办发布会,发布了突破200ps量级飞行时间的国产PET/CT产品,据悉该产品已获得权威检测机构认证。

 

关于TOF

 

器械之家此前在报道西门子医疗的Biograph Vision PET/CT时,曾介绍过被工业界公认的PET技术发展的终极方向的飞行时间技术(Time of Flight,TOF)。

 

患者在进行PET/CT检查前,需要先进行药物注射,药物会被病灶组织选择性吸收,并会发生正电子湮灭反应,连续地发出γ光子,γ光子以成对的形式出现,方向相反成180度,轨迹在同一条直线上即响应线。PET探测器围绕人体呈环状,可以接受发自人体不同方向的伽马光子。

 

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TOF技术通过测量来自同一信号的两个光子到达探测器的时间差,可以把病灶定位在一个较小的区域内,减少病灶与正常组织信号的相互干扰。TOF时间分辨率越高(数字越小),病灶的识别就越准确,图像信噪比就越高,PET就可以在短时间获得高质量的图像。

 

因为技术原因,尽管实验室已经实现≤200ps的极限TOF时间分辨率,但实际应用中也仅是从1980年代的750ps达到目前的350-550ps,在200ps的极限数值下的TOF,增益能够达到目前TOF的两倍。(ps,皮秒,1,000,000,000,000 皮秒 = 1秒)因此全球的PET设备厂商对TOF技术无比关注。

 

接近理论极限的Biograph Vision

 

西门子医疗的Biograph Vision “追光者” PET/CT是目前全球TOF分辨率最接近实验室极限值的产品,高达214ps的时间分辨率给“追光者”带来了前所未有的视角。

 

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该设备运用了三大核心技术:光子冻结技术为追光者提供了接近极限数据的214ps时间分辨率,能在保证高图像质量的前提下,大幅降低患者的药物注射剂量、缩短扫描时间;880x880 超大矩阵成像能够显著提升小病灶探查力;UDR广域高清探测器采用3.2x3.2x20mm的晶体切割,在保证足量的光子探测效率的同时,兼顾更高的时间分辨率。

 

此外追光者还搭载了包括包括78CM大孔径设计、FlowMotion 全身动态等在内的多款西门子医疗独特的设计及技术。

 

 

 

突破200ps量级飞行时间的国产PET/CT产品

 

据悉,赛诺联合即将上市的高端PET/CT产品也突破了350-550ps的技术瓶颈,其TOF时间分辨率能够达到287ps!

 

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在高端PET/CT领域,有两个至关重要的核心器件——LYSO晶体与硅光电转换器件(SiPM)及其信号读出芯片。
其中,LYSO晶体,国内晶体厂家已经打破国外技术垄断,率先实现了完全国产化,甚至已出口供货給国外主流厂商,但SiPM及其信号读出芯片技术却一直未能实现国产化,而赛诺联合即将发布的新机型在SiPM及其信号读出芯片的核心技术上做出了突破,实现了器件量产并通过PET/CT整机性能测试,实现核心技术全部自主可控。
PET/CT作为功能影像诊断利器,对于小病灶的成像与诊断率一直是业界关注的焦点。而飞行时间技术是新一代PET/CT最重要的标志性技术,TOF时间分辨率的提升,能够为患者减少注药剂量、缩短扫描时间、优化PET临床图像的效果。

结语,尽管突破200ps量级且核心技术自主可控已经是国产高端PET/CT取得的重大突破,但飞行时间每提高1ps的难度都会呈现几何级数增加,我们在数据对比上也能够看出,相比于西门子医疗的追光者,国产设备仍有较大差距,但至少迈出了从无到有的第一步,期待未来国产设备厂商能够在高端设备研发领域不断取得突破。


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