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高瓴青睞，業(yè)界首臺(tái)靜態(tài)CT發(fā)布，它是打破CT技術(shù)困局的利器嗎( 二 )


探測(cè)器環(huán)的特別之處在于獨(dú)有的、模塊化的光子流探測(cè)器 。 這款探測(cè)器有別于傳統(tǒng)螺旋CT的積分探測(cè)器 ， 也不同于光子計(jì)數(shù)探測(cè)器 。 是國(guó)際上第一次將光子流概念引入到CT領(lǐng)域 。 納米維景自研的高度集成化的信號(hào)處理模塊可以對(duì)圖像采集進(jìn)行硬件加速 ， 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸零失真 。
雙環(huán)結(jié)構(gòu)以靜止成像創(chuàng)新性地解決了以往螺旋CT設(shè)備機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度和器件所能承受離心力的限制問(wèn)題 ， 可以輕松實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)十圈的高速旋轉(zhuǎn) ， 并在掃描過(guò)程中避免了產(chǎn)生類似于螺旋CT高速旋轉(zhuǎn)帶來(lái)的拖尾效應(yīng) ， 信息捕捉更清晰 ， 掃描輻射量也會(huì)大幅度降低 。 目前 ， “復(fù)眼24”的探測(cè)器內(nèi)生層具備288層信號(hào)的能力 。
用一句話進(jìn)行簡(jiǎn)述：靜態(tài)CT技術(shù)與頂級(jí)螺旋CT相比 ， 其時(shí)間分辨率提高了10倍、空間分辨率提高了64倍； 并且可以實(shí)現(xiàn)多能譜成像 。
據(jù)納米維景透露 ， “復(fù)眼24”并非靜態(tài)CT的極限 。 事實(shí)上 ， 納米維景的下一代靜態(tài)CT“復(fù)眼36”正處于研發(fā)之中 ， 新一代的產(chǎn)品中 ， 無(wú)論是時(shí)間分辨率、空間分辨率 ， 還是質(zhì)譜識(shí)別的元素種類 ， 都將獲得進(jìn)一步的提升 。 而在自研情況下 ， “復(fù)眼24”能夠以媲美GPS高端CT的價(jià)格走向市場(chǎng) 。
為什么要實(shí)現(xiàn)CT的國(guó)產(chǎn)替代
顛覆式的技術(shù)路線 ， 是一種“彎道換車”的思路 。 靜態(tài)CT是與螺旋CT擁有完全不同的復(fù)雜系統(tǒng) ， 其所需要的所有零部件都無(wú)法在市面上采購(gòu)到 。 現(xiàn)有的國(guó)際供應(yīng)鏈不能提供靜態(tài)CT所需要的芯片、探測(cè)器、閃爍體、小型陣列球管、窄脈沖高壓發(fā)生器等等核心部件 。 要實(shí)現(xiàn)靜態(tài)CT ， 就必須把這些核心部件都要一一攻破 ， 才能實(shí)現(xiàn)這一里程碑式的創(chuàng)舉 。
“中國(guó)是全球CT設(shè)備制造商數(shù)量最多的國(guó)家 ， 但在高端球管、高端探測(cè)器等核心零部件上 ， 卻一直依賴于美國(guó)、德國(guó)的進(jìn)口 。 換言之 ， 國(guó)內(nèi)企業(yè)一直缺乏獨(dú)立打造最頂尖CT的能力 。 ”曹紅光告訴動(dòng)脈網(wǎng) 。 “為了防止技術(shù)上被’卡脖子’ ， 實(shí)現(xiàn)上游核心零部件的獨(dú)立自主 ， 這是納米維景一直以來(lái)的期許 ， 也是納米維景一直以來(lái)在做的事情 。 ”

高瓴青睞，業(yè)界首臺(tái)靜態(tài)CT發(fā)布，它是打破CT技術(shù)困局的利器嗎
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CMEF“復(fù)眼24”發(fā)布現(xiàn)場(chǎng) ， 右2為曹紅光博士
因此 ， 納米維景自創(chuàng)立以來(lái) ， 開(kāi)始了一系列靜態(tài)CT核心部件的研發(fā) 。
首先是處理X光的分割 。 在螺旋CT上 ， 閃爍體通常提供的是一束完整的激光 ， 通過(guò)網(wǎng)格切成一條一條的縫 ， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)像素化 。 由于靜態(tài)CT的像素大小大概是螺旋CT的1/64 ， 這意味著要通過(guò)同樣的流程成像 ， 必須將網(wǎng)格進(jìn)一步精細(xì)化 。
對(duì)于這個(gè)問(wèn)題 ， 納米維景透露了一種新的材料生長(zhǎng)技術(shù) 。 通過(guò)這種技術(shù) ， 納米維景可以培養(yǎng)一種比靜態(tài)CT的像素更精細(xì)的材料 ， 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)X光的精密分割 。
其次是核心部件探測(cè)器 。 對(duì)于靜態(tài)CT這一理念 ， 國(guó)際上公認(rèn)其必須擁有光子計(jì)數(shù)探測(cè)器作為支持 。 但在納米維景看來(lái) ， 提取單一光子的光子計(jì)數(shù)探測(cè)器不能滿足靜態(tài)CT的要求 。 為此 ， 在科技部的支持下 ， 納米維景研發(fā)出了全球首個(gè)光子流探測(cè)器 ， 這是打造靜態(tài)CT的關(guān)鍵 。
球管更是自研的核心 ， 涉及靜態(tài)CT的成本與其擴(kuò)展性 。 由于靜態(tài)CT以射線源陣列輪流曝光切換替代螺旋CT旋轉(zhuǎn) ， 無(wú)需考慮向心力問(wèn)題 。 因此其CT的球管圍繞人體排列 ， 一圈可排列24個(gè)球管 。
由于球管的數(shù)量與設(shè)備價(jià)格、成像質(zhì)量均為正相關(guān) ， 因此 ， 要實(shí)現(xiàn)靜態(tài)CT的市場(chǎng)化 ， 納米維景需要通過(guò)自研的方式降低球管成本 ， 并盡可能將其小型化 ， 以配置更多球管 。
小型化并非易事 ， 西門子的一款雙源CT ， 在置入兩個(gè)球管、兩個(gè)探測(cè)器后 ， CT內(nèi)部的空間便已滿滿當(dāng)當(dāng) ， 而納米維景可以將成套的球管和高壓部件排進(jìn)24組 ， 足見(jiàn)其設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)和硬實(shí)力 。
最后一個(gè)核心部件是窄脈沖高壓電源 。 螺旋CT的球管發(fā)射的是連續(xù)的X射線 ， 而靜態(tài)CT沒(méi)有旋轉(zhuǎn) ， 必須是每個(gè)球管輪流瞬間的脈沖發(fā)射X射線 ， 這需要通過(guò)窄脈沖快速切換技術(shù) ， 精準(zhǔn)控制閃爍時(shí)間 ， 并盡可能提升閃爍頻率 。
開(kāi)關(guān)二字看起來(lái)簡(jiǎn)單 ， 但由于射線的發(fā)射需要140kV的高壓電源作為支持 ， 且需在數(shù)微秒級(jí)實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)關(guān) 。 這一項(xiàng)技術(shù)的成功研發(fā) ， 同樣為納米維景筑起極高的技術(shù)壁壘 。
做完了這些 ， 整個(gè)靜態(tài)CT的核心技術(shù)便已基本塑造完畢 。 但在曹紅光看來(lái) ， “工匠精神”不應(yīng)因?yàn)樽龅搅撕诵牟考耐昝乐圃於鲆暳思?xì)枝末節(jié) 。 “你看到的每一個(gè)核心部件都是我們自己制造 ， 我們的供應(yīng)鏈?zhǔn)墙⒃趪?guó)內(nèi)的 ， 這是納米維景的堅(jiān)持 。 ”

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