聯影醫療發布新一代正電子發射計算機斷層顯像 

　　時間分辨率突破200皮秒（創新故事）

　　本報記者 喻思南 《 人民日報 》（ 2023年04月17日 第 19 版）

　　前不久，聯影醫療發布了新一代PET—CT（正電子發射計算機斷層顯像），首次將分子影像設備時間分辨率提升到200皮秒以內。

　　這一突破，源于7年前的一個大膽設想。

　　“我們相信，PET—CT的飛行時間精度還能夠優化。”在一次定期匯報中，王超和安少輝提出：進一步提升PET—CT性能，突破口就在這里。

　　王超和安少輝當時是聯影醫療分子影像事業部的核心研發人員。那一年，憑借核心器件的數字化創新，聯影醫療PET—CT技術進入國際前列。為持續引領行業前沿發展，公司計劃預研新一代產品。

　　同一信號發射的兩個光子到達探測器的間隔，便是時間分辨率。用PET—CT診斷，時間分辨率越高，即探測飛行時間越精準，意味著對病灶的識別就越準確，圖像的信噪比也越高。因此，時間分辨率被視作衡量PET—CT性能的黃金標準。

　　時間分辨率按皮秒計算，1皮秒為1萬億分之一秒。2016年，同類產品還處于300—400皮秒量級。專家測算，再往上每提高1皮秒，研發難度將幾何級增加。小于200皮秒，這是產品性能跨越的關鍵指標。

　　“想做行業引領者，就要冒點風險。”聯影醫療管理層非常支持研發人員的設想，“200皮秒這道關口，我們一定要跨過去。”

　　梳理思路，科研人員找到了主攻方向：研發專用芯片高效處理信號，打造高性能、小型化的探測器。

　　這類專業芯片的研制，雖然論文上寫得很清楚，也有其他精密測量儀器的應用案例，但如何在PET—CT上實現工程化，還沒有先例可循。

　　“研發芯片不是我們的專長，外部支持團隊聽到這么嚴苛的指標后，都退避三舍。”王超回憶，“時間不等人，我們只能自己干！”

　　安少輝告訴記者，影響芯片性能的因素很多，盡管團隊精益求精，但第一版的結果與設計指標相比差距很大。

　　整整3個月，聯影醫療分子影像團隊聯合聯影微電子團隊一一測試所有參數，分析可能出問題的環節。在此基礎上，他們制定了第二版方案。這一次，結果與設計指標越來越接近，但對照時間分辨率突破200皮秒的目標仍有距離……

　　經過多次改進，科研人員拿出了第三版方案。“盡管仿真顯示我們設計的芯片沒問題，可最后一版方案送出去時，我心里依舊沒有底。”安少輝坦言。

　　測試結果顯示，在自研芯片驅動下，新一代數字化探測器時間分辨率首次突破200皮秒，達到190皮秒量級。

　　“PET—CT的性能跨越，不是靠某單一性能指標的提升。”王超說，他負責設備研發總體工作，6年多來，除時間分辨率外，聯影醫療和生態合作伙伴協同發力，還在空間分辨率、靈敏度和軸向視野等方面取得了一系列突破。

　　“算法對PET—CT非常重要。”聯影醫療分子影像事業部董筠博士說，“高效算清、算準海量數據，背后的難度不亞于硬件上的創新。經過摸索，我們開發了一種新算法。”

　　新技術應用進入全產品線，需要平臺化的支撐。以技術平臺化滿足用戶多樣化需求，是科研人員的另一項創新。聯影醫療分子影像事業部劉士濤博士說，由于探測器實現了小型模塊化設計，科研人員能夠像搭積木一樣，根據用戶的臨床和科研需求，動態調整PET—CT的軸向視野。

　　“高端醫療器械研制，我們要有信心當引領者。”如今，王超成長為聯影醫療分子影像事業部總裁，“10多年前我們啟動開發PET—CT時，很少人相信能做成；7年前，我們提出時間分辨率突破200皮秒目標時，大家也不看好。現在，我們都做到了。”

　　“創新永無止境。”已擔任聯影醫療分子影像事業部副總裁的安少輝，正在思考如何繼續提升PET—CT性能，“下一次革新，我們還要努力走在前面。”