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高瓴青睞，業(yè)界首臺靜態(tài)CT發(fā)布，它是打破CT技術(shù)困局的利器嗎


1965年 ， 英特爾的首席執(zhí)行官戈登?摩爾發(fā)現(xiàn) ， 集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個(gè)月便會增加一倍 。
五十年后 ， 摩爾定律雖魔力依舊 ， 但因?yàn)槲锢順O限的存在 ， 摩爾定律或許終將消逝 。
螺旋CT正面臨著同樣的問題 。 世界上首臺螺旋CT SOMATOM Plus采集系統(tǒng)誕生于1988年 ， 該CT一改過去平移-旋轉(zhuǎn)的方式 ， 將掃描時(shí)間從所需的數(shù)十秒降低至0.25秒 。
但在接下來的30年中 ， 螺旋CT在基礎(chǔ)原理未變的情況下 ， 僅經(jīng)歷了的兩次大變動 。 其一是采集數(shù)據(jù)的方式由單層變?yōu)槎鄬蛹皫淼奶綔y器寬度隨之持續(xù)增加 ， 其二是由單球管變?yōu)殡p球管及帶來的先進(jìn)能譜技術(shù) 。
整個(gè)過程中 ， 限制螺旋CT發(fā)展的物理要素始終不變——球管-探測器的轉(zhuǎn)速與探測器的寬度是其難以跨越的兩道坎 。
螺旋CT逼近兩個(gè)極限
對于醫(yī)生而言 ， 信息越是豐富 ， 診斷越為精確 。 因此 ， 從螺旋CT誕生之初 ， 各家CT廠商便陷入了球管-探測器轉(zhuǎn)速與探測器寬度的競賽之中 。 不過 ， 轉(zhuǎn)速的比拼在2010左右便已經(jīng)接近尾聲 。
球管、探測器、高壓發(fā)生器等部件重量多達(dá)500公斤 ， 在圍繞人體進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會產(chǎn)生極大的離心力 。 通常而言 ， CT結(jié)構(gòu)能夠承受的極限離心力是75G ， 而其對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)速是0.25秒/圈 ， 時(shí)間分辨率趨于極限 。
另一方面 ， 探測器的單位像素大小和單位像素所獲得的有效信息量決定了每次拍攝CT影像的空間分辨率 。 探測器每一次投影收獲的像素越多 ， 給予計(jì)算機(jī)成像的數(shù)據(jù)便越多 ， 對應(yīng)獲得的圖像也就越清晰 。 目前東芝旗下的320層640排CT已經(jīng)把探測器的寬度壓縮到了極致 ， 要繼續(xù)壓縮探測器的尺寸幾乎沒有可能 。
從探索未知的角度上講 ， 螺旋CT似乎已經(jīng)走到了其能力的盡頭 。 如果工藝不能優(yōu)化 ， 那么 ， 拋棄“螺旋” 設(shè)計(jì)或是問題的唯一解法 。
電子束CT的突破與遺憾
行業(yè)對于更高端CT的探索從未停止過 。 多層螺旋CT之前 ， 美國的Douglas Boyd 博士曾于1983年開發(fā)出了一種名為“電子束CT”的系統(tǒng) ， 并由Imatron公司將其推向市場 。 而后 ， GE用了15億美金將Imatron收購 ， 進(jìn)一步推動電子束CT的研發(fā) 。 在CT的發(fā)展史中 ， 電子束CT 被列為第五代CT 。
電子束CT的X射線是由連續(xù)發(fā)出的電子束經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后 ， 以此撞擊環(huán)形排列的鎢靶后產(chǎn)生 ， 其特點(diǎn)在于其探測器呈環(huán)排列 ， 可隨時(shí)接受對側(cè)發(fā)出的X射線 。 以這種形式進(jìn)行排列 ， 該CT掃描速度極快 ， 可達(dá)50～100ms ， 對心臟、大血管的檢查有其獨(dú)到之處 ， 幾乎不受心跳及血管搏動的影響 。
然而 ， 由于其高昂的造價(jià)和患者檢查費(fèi)用；過高的維修費(fèi)用 ， 對于醫(yī)院而言 ， 購置電子束CT遠(yuǎn)不如螺旋CT劃算 。 尤其是當(dāng)亞秒級掃描時(shí)間和多層螺旋能力的普通CT也可以獲得較高質(zhì)量的心臟圖像時(shí) ， 電子束CT的優(yōu)勢已經(jīng)全然不在 。 頹勢之下 ， GE不得不關(guān)掉了電子束CT這一產(chǎn)品線 。
從長遠(yuǎn)來看 ， 電子束CT的原理意味著它不會遭遇螺旋CT當(dāng)前面臨的兩道坎 ， 如果能夠降低造價(jià) ， 它將擁有無限的潛力 。
靜態(tài)CT有望成為第六代CT
時(shí)至2013年 ， 戰(zhàn)場由美國轉(zhuǎn)向中國 。 擁有數(shù)十年醫(yī)學(xué)影像經(jīng)驗(yàn)的曹紅光與李運(yùn)祥等人在北京創(chuàng)立了納米維景 ， 嘗試再造全新一代CT 。 數(shù)年沉浮后 ， 積累了大量經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)之后的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)逐漸探索出一條明確的道路 ， 并將目標(biāo)樹立為打造第六代CT——靜態(tài)CT 。
納米維景明白 ， 要想在大量探測器、球管的需求下實(shí)現(xiàn)靜態(tài)CT的商業(yè)化 ， 自研是控制成本的關(guān)鍵一步 。 這一次 ， 納米維景在出發(fā)前便敲定了靜態(tài)CT的構(gòu)想 ， 從最基礎(chǔ)的核心元件造起 ， 一步一步完成了CT芯片、探測器、閃爍體、高速窄脈沖高壓發(fā)生器等部件的研發(fā) 。
七年磨一劍 ， 2020年 ， 由納米維景研發(fā)的世界第一臺靜態(tài)CT終于問世 ， 并于2020RSNA首展 。 這臺CT被納米維景命名為“復(fù)眼24”的靜態(tài)CT第二次公開展示 ， 則是在當(dāng)下舉辦的2021CMEF之上 。

高瓴青睞，業(yè)界首臺靜態(tài)CT發(fā)布，它是打破CT技術(shù)困局的利器嗎
本文插圖


世界首臺靜態(tài)CT“復(fù)眼24”在2021CMEF大會納米維景展臺發(fā)布
與螺旋CT結(jié)構(gòu)相比 ， 靜態(tài)CT“復(fù)眼24”創(chuàng)新性地采用了與之完全不同的雙環(huán)結(jié)構(gòu) ， 包括一個(gè)射線源環(huán)和一個(gè)探測器環(huán) 。
射線源環(huán)由上百個(gè)獨(dú)立的射線源環(huán)狀排列 ， 每個(gè)射線源均可獨(dú)立曝光 ， 可支持最多6個(gè)射線源同時(shí)曝光輪流切換 。 此外 ， 每個(gè)射線源的曝光時(shí)間、曝光能量都可以根據(jù)具體臨床需求進(jìn)行設(shè)置 ， 這意味著該CT將不止于適用于某一部位成像 。

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