中国科学家攻克PET数字化难题 可更早发现肿瘤

全数字PET成像关键技术5日通过中国工程院士俞梦孙带领的专家组鉴定，认为达到国际领先水平。中国科学家在PET数字化领域的这一技术突破，意味着可更早更灵敏地发现肿瘤，诊断癌症，为人类造福。

诞生于上世纪七十年代的PET（正电子发射断层成像仪）是继超声、CT和核磁共振之后当今先进医学影像技术之一，已成为临床早期诊断和指导癌症治疗的最佳手段之一。但因超高速闪烁脉冲信号难以数字化的技术瓶颈，PET难以实现全数字化，至今只有模拟和模拟数字混合型机器。

针对这一世界性难题，武汉光电国家实验室（筹）生物医学光子学研究部研究员、华中科技大学生命学院教授谢庆国，创新提出“多电压阈值采样方法”，准确地实现高速闪烁脉冲的精确数字化，研制出全数字化PET探测器及世界首台小型数字PET机器。

谢庆国介绍，这台小型数字PET在武汉协和医院投入应用一年多时间，在比人体成像难度更高的老鼠和猴子上完成了150余例高性能ＰＥＴ成像，已观察到小鼠脑内皮层、丘脑和脑室等更细微的结构，突破现有PET对鼠脑的观测极限。

小动物试验表明，其主要性能指标成像图像空间分辨率已突破进入亚毫米水平，达0.87毫米，可检测到最小为0.66立方毫米的病灶。

目前临床PET最好空间分辨率是4.5毫米，数字Peter若对人体成像，空间分辨率可优于1.5毫米。这意味着，采用目前PET能诊断出的癌症，在其肿瘤大小不到1/20的时候就能被数字PET发现。

国内较早从事PET临床应用的资深专家，武汉协和医院PET中心主任张永学说，更高分辨率意味着提前几个月甚至更早发现肿瘤的几率将增大，患者有望获得更多生存机会，也将节省医疗费用。

据鉴定专家介绍，制造便利的数字PET，因在数据采集最前端就直接数字化了，突破了传统PET仪器受制于模拟电路的瓶颈，高可靠且稳定，还能实现自动化校正，越用越好，就像电脑智能输入法一样，无需专业人员的介入，大大降低维护费用。

2012年底，为了恒河猴脑成像的科学实验，两台小动物数字PET机器被谢庆国团队两个研究生拆解、重新组装成一个更大成像空间的PET机器，并在计算机上实现了校正和成像，这一过程只花了半天时间。

张永学表示，一台传统商用PET光机器组装和调试就要十天、半月时间，成像前的数据校正可能要更多的时间，一年仅维护费就高达一百万。这充分体现了数字PET系统的开放性和灵活性。

谢庆国团队拥有数字PET完整的自主知识产权，目前世界上数字PET方面的发明专利全部为谢庆国团队所有。他们正计划做出全身人体样机，开展临床试验，以尽快将数字ＰＥＴ推向应用。

目前，全球仅有西门子、通用电气、飞利浦等能独立研制和生产PET成像设备。全球已投入的商用PET约5000台，美国近3000台，而中国临床使用的尚不足200台，全部为进口。

中国人口众多，癌症发病率高，PET市场空间巨大，分辨率高、制造便利的数字PET将有更广泛应用。将中国自主创新的数字PET产业化，不仅能造福广大患者，还能打破西方公司垄断，实现高端医疗设备产业零突破。

鉴定专家还认为，这一成果在PET数字化技术领域取得了一系列理论和技术创新，形成的全球首台全数字化PET样机系统，在空间分辨率、灵敏度、能量分辨率等核心指标方面均优于国际上的同类产品。更重要的是，数字PET显现出传统PET前所未有的新特性，将为PET的发展及应用带来变革。