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【所屬領(lǐng)域】

生命健康

【痛點(diǎn)問題】

正電子發(fā)射斷層成像（PET Positron Emission Tomography）是當(dāng)前最尖端的醫(yī)學(xué)分子影像設(shè)備之一，可無創(chuàng)、定量、動(dòng)態(tài)地評估活體功能活動(dòng)，在腫瘤、神經(jīng)、心血管相關(guān)重大疾病的研究和診療方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。然而，受超高速閃爍脈沖信號采樣問題的限制，傳統(tǒng)PET的技術(shù)原理40年來并無突破，長期存在“測不準(zhǔn)、使用難、應(yīng)用窄”三大短板，使得PET的巨大潛力受性能所限始終未能充分發(fā)揮。

【成果介紹】

針對以上問題，華中科技大學(xué)謝慶國教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)于2004年在國際上首次提出“全數(shù)字PET”的概念，創(chuàng)新性地以“多電壓閾值采樣”（MVT）實(shí)現(xiàn)了PET超高速閃爍脈沖的精確數(shù)字化，通過二十余年積累，建立了系統(tǒng)、完整的數(shù)字PET技術(shù)體系，開創(chuàng)了全數(shù)字PET這一重要國際新方向。

數(shù)字PET技術(shù)以“全數(shù)字”和“精確采樣”為兩個(gè)本質(zhì)特點(diǎn)：傳統(tǒng)PET必須加入模擬預(yù)處理電路改變信號以間接獲取脈沖信息，事倍功半；而全數(shù)字PET在取消了模擬電路，也即實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字信號處理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了信號的源頭精確數(shù)字化，達(dá)到高精度信號還原，事半而功倍。這兩大特性又將帶來“性能優(yōu)異、使用便利、制造快捷” 等革命性的優(yōu)勢。

團(tuán)隊(duì)先后完成了全球首臺動(dòng)物全數(shù)字PET、首臺臨床全數(shù)字PET、首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)CMOS硅光電倍增器、首臺腦部專用全數(shù)字PET，擁有全套自主知識產(chǎn)權(quán)。

以全數(shù)字PET科學(xué)儀器和醫(yī)療器械為主線，團(tuán)隊(duì)聚焦于關(guān)鍵材料、核心元器件、數(shù)字PET探測器、成像方法以及在腫瘤診療和腦科學(xué)腦疾病中應(yīng)用等五個(gè)方面的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明，研究方向覆蓋從關(guān)鍵材料、核心器件、到系統(tǒng)集成、應(yīng)用研究的整個(gè)創(chuàng)新鏈。形成了覆蓋8個(gè)國家和地區(qū)的完整知識產(chǎn)權(quán)布局，在全數(shù)字PET領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)量全球第一。

“全數(shù)字PET標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范項(xiàng)目”以多電壓閾值采樣法為標(biāo)志性數(shù)字化技術(shù)，即將在2023年正式執(zhí)行，這意味著數(shù)字PET技術(shù)已經(jīng)形成了對該方向的引領(lǐng)。該項(xiàng)目填補(bǔ)了全數(shù)字PET相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的空白，解決了此前市場上因產(chǎn)品定義無序、技術(shù)路線混亂，限制了全數(shù)字PET技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題，明確了全數(shù)字PET技術(shù)發(fā)展與市場導(dǎo)向，不僅有助于促進(jìn)PET市場的健康有序發(fā)展，還將在未來推動(dòng)PET成像方法、系統(tǒng)架構(gòu)、臨床應(yīng)用等領(lǐng)域出現(xiàn)一系列變革，實(shí)現(xiàn)具有更高性能、特定功能的產(chǎn)品研制，形成全新的市場，進(jìn)一步提升中國在高端醫(yī)療器械技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域話語權(quán)。

第一代臨床全數(shù)字PET/CT(型號DPET100)在鄂州市中心醫(yī)院穩(wěn)定運(yùn)行兩年多

第二代臨床全數(shù)字PET/CT（型號DigitMI930）獲準(zhǔn)進(jìn)入市場

單床位成像速度全球第一

【技術(shù)優(yōu)勢】

本項(xiàng)目成果為“行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”，不存在競爭。

【技術(shù)指標(biāo)】

【資質(zhì)榮譽(yù)】

團(tuán)隊(duì)相關(guān)工作獲湖北省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（2013）、日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(jiǎng)3項(xiàng)（2013、2017）、黃家駟生物醫(yī)學(xué)工程獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)（2019），入選“兩院院士評選2019年中國十大科技進(jìn)展新聞”、“2019年度中國醫(yī)學(xué)重大進(jìn)展”、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019）、世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）全球獎(jiǎng)（2022），牽頭制定了中國和歐盟數(shù)字PET技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

【技術(shù)成熟度】

可量產(chǎn)。

【應(yīng)用場景】

第一代臨床全數(shù)字PET(型號DPET100)于2018年獲國家創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批、2019年獲市場準(zhǔn)入，于2020年在鄂州市中心醫(yī)院實(shí)現(xiàn)銷售裝機(jī)，穩(wěn)定運(yùn)行至今，服務(wù)上千名患者；第二代設(shè)備（型號DigitMI930）于2022年獲得市場準(zhǔn)入，以每床位20 秒的掃描時(shí)間實(shí)現(xiàn)成像，成像速度為當(dāng)前全球第一，該設(shè)備與多家醫(yī)院達(dá)成了銷售意向。通過不斷的迭代優(yōu)化，讓全數(shù)字PET技術(shù)服務(wù)大眾，并且持續(xù)保持全數(shù)字PET技術(shù)的先進(jìn)性。

【市場前景】

市場當(dāng)前已局部應(yīng)用，潛在市場規(guī)模在100億以上。

1. 醫(yī)學(xué)影像方面，團(tuán)隊(duì)相繼成功研發(fā)全球首臺動(dòng)物全數(shù)字PET和臨床全數(shù)字PET，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的迭代更新，將PET從模數(shù)混合時(shí)代帶入高清、精準(zhǔn)定量的數(shù)字時(shí)代，能更快更靈敏地發(fā)現(xiàn)腫瘤等疾病病灶。團(tuán)隊(duì)前期工作以完成“人有我優(yōu)”的數(shù)字PET 1.0研發(fā)，證明了創(chuàng)新技術(shù)路線的可行性和優(yōu)勢。未來工作擬開展以“人無我有”的數(shù)字PET 2.0創(chuàng)新應(yīng)用示范和創(chuàng)新系統(tǒng)研發(fā)，其中以腦PET、頭盔式PET、質(zhì)子PET等為標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)“能傳統(tǒng)PET所不能”的突破。

2. 輻射探測方面，數(shù)字PET還被廣泛應(yīng)用于核輻射探測、安檢、石油勘探的測井儀、植物研究等多個(gè)領(lǐng)域。其中，在石油測井方面，團(tuán)隊(duì)與國內(nèi)石油勘測巨頭合作，研發(fā)了以MVT方法為核心的測井設(shè)備，目前已在山西、南海等地進(jìn)行了測井作業(yè)；在安檢CT領(lǐng)域，合作開發(fā)的安檢CT能夠?qū)崿F(xiàn)物質(zhì)識別，對劇毒物品、麻醉劑等違禁品的檢測具有重要意義，目前已投入試點(diǎn)使用。

3. 科學(xué)前沿應(yīng)用探索方面，數(shù)字PET還可以用于宇宙元事例分布式觀測；基于MVT方法構(gòu)建的云平臺更開放、更靈活，將能適應(yīng)大科學(xué)裝置等復(fù)雜的應(yīng)用場景；團(tuán)隊(duì)還專注于下一代超精細(xì)三維編碼、高密度讀出PET探測器的研發(fā), 為算法開發(fā)者提供更好的基礎(chǔ)設(shè)施。

【知識產(chǎn)權(quán)】

本成果已申請3項(xiàng)中國發(fā)明專利。

【合作方式】

作價(jià)入股

【聯(lián)系方式】

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