發(fā)布日期：2018-06-25
給奔跑的博爾特拍照，很容易“虛”。給跳動(dòng)的心臟拍照，CT（電子計(jì)算機(jī)斷層掃描）也有相似的難題。
雪上加霜的是，傳統(tǒng)CT的斷層“視野”太窄，就好比“門(mén)縫里看博爾特”，拍個(gè)全身還必須拍好幾張拼出一幅圖。
由于速度和視野的限制，給跳動(dòng)的心臟準(zhǔn)確成像是CT機(jī)誕生后幾十年內(nèi)沒(méi)能達(dá)成的使命。近年來(lái)，一些進(jìn)口高端CT機(jī)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新有所突破，主要是在探測(cè)器上下足功夫。“進(jìn)口的高端CT機(jī)為什么貴，一些實(shí)力雄厚的醫(yī)院購(gòu)買(mǎi)也要掂量掂量，主要貴在探測(cè)器上。”一位醫(yī)學(xué)影像設(shè)備研發(fā)人員介紹，每個(gè)探測(cè)器單元價(jià)值幾萬(wàn)元，最高端的320排CT探測(cè)器要上千萬(wàn)元。
不掌握核心工藝
“排”是指CT掃描機(jī)探測(cè)器的陣列數(shù)，排數(shù)越多，探測(cè)器寬度越寬，一次掃描完成的寬度也就越大。如果CT探測(cè)器配備了320排探測(cè)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(xiàn)的同時(shí)，探測(cè)單元還必須成矩陣地高速旋轉(zhuǎn)，速度之快就像“武功高手”能讓一個(gè)弧面圍成一個(gè)“鐵桶”，而每旋轉(zhuǎn)一圈就要從2400—9600個(gè)不同角度對(duì)心臟的投影成像，感應(yīng)速度要快，才能使整個(gè)心臟的一管一脈在這個(gè)“鐵桶”里被捕捉。
工藝方面，探測(cè)器的拼接工藝要求極高，排數(shù)越多生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度成倍數(shù)增加。兩個(gè)探測(cè)單元排列在一起，中間的間隙如何做到最小，多個(gè)單元如何排列才能讓探測(cè)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(wèn)題。
中科院自動(dòng)化研究所、中科院分子影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員王坤表示：“探測(cè)器具體的制造工藝是商業(yè)機(jī)密，企業(yè)是不可能披露的。就好比相機(jī)鏡頭在專(zhuān)利中可以呈現(xiàn)如何設(shè)計(jì)并描述拋面形狀，但不會(huì)透露加工方法和鍍膜材料。”
中科院分子影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)做過(guò)一次調(diào)研顯示，在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像（CT、磁共振等）上，我國(guó)最早的專(zhuān)利比美國(guó)平均晚20年。在專(zhuān)利數(shù)量上，美國(guó)是我國(guó)的10倍。這意味著整個(gè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)完全掌握在國(guó)外企業(yè)的手里了，所有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所有的原創(chuàng)成果，所有的科研積累都在國(guó)外，中國(guó)只占很少的一部分。更現(xiàn)實(shí)的情況是，在這一“賽道”中，已領(lǐng)先發(fā)展50年的國(guó)外龍頭企業(yè)布下大量的“專(zhuān)利”壁壘，限制了后來(lái)者的跟隨和超越。
材質(zhì)是機(jī)密
“X光射線(xiàn)穿過(guò)生物體后，由探測(cè)器捕捉。探測(cè)器捕捉靈敏度如何，單位面積上能獲得X光的感應(yīng)力度如何，決定了探測(cè)器的好壞。”王坤解釋?zhuān)@取決于探測(cè)器使用的感應(yīng)材質(zhì)。
業(yè)內(nèi)一篇題為《誰(shuí)是頂級(jí)CT的老大？》的文章中列舉了飛利浦、西門(mén)子等頂級(jí)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備制造商的CT機(jī)。對(duì)于探測(cè)器選用的材質(zhì)，各大國(guó)際生產(chǎn)企業(yè)都諱莫如深，猶如獨(dú)門(mén)機(jī)密般以代號(hào)性詞語(yǔ)描述——GE將其Revolution CT的探測(cè)器晶體命名為“寶石”，而西門(mén)子則稱(chēng)其為“獨(dú)有光子晶片”。
相關(guān)資料顯示，CT成像系統(tǒng)中探測(cè)器的首選方案為閃爍探測(cè)器，其中的關(guān)鍵部分是可將入射的不可見(jiàn)X光子轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的閃爍晶體或熒光物質(zhì)，完成后續(xù)成像。中國(guó)閃爍晶體從業(yè)的科研人員較少，閃爍晶體方面的人才培養(yǎng)單位只有上海硅酸鹽所等個(gè)別單位，自主開(kāi)發(fā)的新型閃爍晶體較少，晶體生長(zhǎng)和性能研究方面的結(jié)合較少。
在晶體材料研發(fā)和生產(chǎn)的困窘之下，也有企業(yè)試圖從海外謀求出路。例如，東軟醫(yī)療于去年對(duì)國(guó)外某領(lǐng)先的CT探測(cè)器核心材料制造商完成戰(zhàn)略投資。這樣的購(gòu)買(mǎi)行為是否會(huì)買(mǎi)回核心技術(shù)還需時(shí)日驗(yàn)證。
苦追無(wú)益，換條賽道破題
“目前國(guó)產(chǎn)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的大部分元器件依賴(lài)進(jìn)口”，王坤說(shuō)，國(guó)內(nèi)企業(yè)如果從頭研發(fā)將根本無(wú)法盈利，而且至少要花10年、20年才能達(dá)到別人的現(xiàn)有水平。而到那個(gè)時(shí)候，最先進(jìn)的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)又發(fā)生了變化，還是競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)國(guó)外的企業(yè)。
如何擺脫跟著別人走的窘境？業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，與其在過(guò)去的傳統(tǒng)影像上競(jìng)爭(zhēng)，不如在新的、更前沿的影像領(lǐng)域直接和國(guó)外展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。
可競(jìng)跑的新賽道中就有“分子影像”，即通過(guò)把造影劑打到人體內(nèi)標(biāo)記生物分子，進(jìn)而看到人體內(nèi)基因、蛋白等分子變化，可直接在活體上看到體內(nèi)分子活動(dòng)。分子影像的概念1999年才在國(guó)際上被提出，我國(guó)2002年跟進(jìn)?，F(xiàn)在在該領(lǐng)域的論文發(fā)表、知識(shí)產(chǎn)權(quán)積累、國(guó)際國(guó)內(nèi)專(zhuān)利數(shù)量上我國(guó)跟國(guó)外差不多。
“分子影像這條道路上，我國(guó)目前與國(guó)外齊頭并進(jìn)。”王坤認(rèn)為，科學(xué)研究有基礎(chǔ)才能支撐起產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)了解，中國(guó)科學(xué)院分子影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已研發(fā)出可在手術(shù)中導(dǎo)航的成像儀，在等待國(guó)家食藥監(jiān)總局的認(rèn)證批準(zhǔn)，其元器件全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。相關(guān)的分子探針也已進(jìn)入新藥審批流程。
除了在新領(lǐng)域上搶占先機(jī)，國(guó)家也已經(jīng)啟動(dòng)了相關(guān)研發(fā)計(jì)劃，立項(xiàng)提出了明確的目標(biāo)，推動(dòng)高端CT儀的生產(chǎn)和制造，以解決高端CT依賴(lài)進(jìn)口的“卡脖子”問(wèn)題。
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
