國產高端醫療設備“卡脖子”技術新突破:聯影集團首款PET-CT芯片量產
2021年05月13日14:59

原標題:國產高端醫療設備“卡脖子”技術新突破:聯影集團首款PET-CT芯片量產

在影像醫學領域,“卡脖子”的PET-CT產品芯片產品,被聯影集團完成技術攻關。

5月13日,21世紀經濟報導記者從聯影集團獲悉,該公司自主研發的首款PET-CT芯片已實現量產,將按計劃投入市場使用,其研發目標是超過全球目前所有正在研發的PET-CT產品的性能,預計該芯片將在下一代PET-CT產品中投入使用。

PET-CT是正電子發射及計算機斷層成像設備,它將CT與PET融為一體,由CT提供病灶精確解剖定位的同時,PET提供功能與代謝等分子信息,從而助力病灶的早期發現和精準診療。作為一種非侵入性的高科技醫學影像檢查技術,PET-CT能在腫瘤尚未達到肉眼可見的程度時就能夠發現它,被業界稱為“探測生命的雷達”,是目前最先進的診療設備之一。

近年來,我國已掌握磁共振(MR)、CT、PET-CT、DR、直線加速器等全系列高端醫學影像設備核心技術和關鍵部件自主研發能力,甚至在部分領域已經超越歐美,打破了外企對高端醫療設備的技術壟斷。但從整條產業鏈來看,在部分核心部件到元器件、原材料、高端工藝等方面,中國還有追趕空間。芯片就是其中一個領域。

芯片是醫療設備系統性能實現躍升的關鍵源頭技術,也是醫療設備核心技術中的核心,我國一直在尋求突破。

2019年, 聯影集團成立上海聯影微電子科技有限公司,開始全線高端醫療設備定製化芯片的設計研發,到如今首款芯片研發成功並投入量產。

“芯片代表了人類製造最精密工藝,研發難度係數很大。”聯影微電子首席執行官劉悅介紹,這款PET-CT專用芯片需在指甲蓋大的芯片上集成近十億只晶體管,以每秒上百萬次的速度對微弱電信號進行采樣、放大,並將電信號轉化為計算機可處理的數字信號。“一行代碼寫錯或一根電路搭錯,芯片性能指標就無法實現。”

而在行業常態里,醫療芯片產品的設計到量產週期,需投入近百人團隊,曆時至少5年。而聯影集團此款芯片的定位,則是針對高端醫療設備系統需求的定製化ASIC芯片,這裏需要芯片研發技術的同時,還需掌握醫療設備關鍵部件原理及跨學科技術知識,需與設備整機研發團隊緊密配合協同,才能保證集成芯片後整機性能最大程度提升。

為此,人才成為技術攻關中的重中之重,聯影集團組建一支專業團隊,並將自主研發的PET-CT整機團隊結合起來,形成高效合作機製,對比同行,也縮短了產品的研發上市週期。

不同於其他芯片,聯影集團自主研發的PET-CT芯片還進行了技術創新。劉悅表示,“芯片上集成了智能校正、溫控監測、數據傳輸、能量與時間測定等以往16塊芯片才有的功能,確保可以捕捉並甄別最微弱的信號並降低干擾。此外,該芯片還被採用業界最密采樣通道,並將單位時間內單個通道信號處理能力提升到業界前所未有的10兆級,相較基於傳統通用芯片設計的電路處理能力提升了10倍。由此,可以保障系統在極寬的示蹤劑劑量範圍內能夠精確、有效地檢測到人體發出的輻射事例。”

衡量PET-CT關鍵性能指標之一是TOF時間解像度,TOF數值越小,定位越精準,圖像質量越高。且芯片帶來的性能指標和集成度的提升,能優化設備性能。“我們的這款PET-CT芯片則在業內首次達到行業最佳TOF時間解像度——190皮秒級,”上海聯影醫療科技股份有限公司分子影像事業部總裁王超補充說,而1皮秒相當於一萬億分之1秒,PET-CT系統性能首次突破200皮秒的技術“拐點”,使系統的綜合性能完成飛躍式提升,可大幅改善臨床圖像的清晰度、對比度和定量準確性。這將有助於圖像質量的提升可有效幫助醫生精準診斷。

除分子影像專用芯片之外,聯影集團還在研發全線醫學影像設備的專用芯片,計劃培育一條“設計-製造-封裝-測試”全流程的醫療芯片產業鏈。聯影集團董事長薛敏表示:“公司自成立來就聚焦自主創新,十年來實現高端醫學影像設備國產化和核心部件自主研發。這款芯片量產後,聯影集團將正式建成從整機系統到核心部件、再到底層元器件的全鏈條垂直創新體系。”

(作者:陳紅霞 編輯:徐旭)

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