:集合PET和CT两种超能力,PET-CT神奇在何处?( 三 )


这之前这一器件发展程度并不是很好 , 但我们一直在努力 , 直到2015年这个器件有了一个很大的提升 , 所以同年我们就推出了一款新技术的PET-CT , 当时它的轴向视野和分辨率都是世界第一 。
2015年11月 , 我们在参加IEEE(国际电气和电子工程师协会)会议的时候 , 展出了这款产品 , 也向EXPLORER团队的成员做了一个15分钟的技术报告 。
他们听了以后 , 认为我们的技术方向代表了未来 , 而且更容易实现全身同时扫描这个需求 。 新一代设备推出之后 , 国内市场风向也迅速变化 , 采用上代技术的设备基本没有销量了 , 大家都把兴趣转向了这种基于新探测器的PET-CT 。
在听完我们的技术报告三个月后 , EXPLORER团队派代表到了中国 , 对我们进行现场考察 。 当时的考察会我也参加了 , 我们不同部件的负责人分别向他们讲解自己的核心技术 , 包括我做的探测器 , 还有电子学 , 重建算法 , 软件工作流 , 外观工艺设计 , 等等 。
所有这些既展示了我们的实力 , 也深深打动了他们 , 所以经过评估 , 他们最终选取了我们作为工业界唯一的合作伙伴 。
这台设备说起来好像就是变长了而已 , 为什么这么多年就做不出来呢?到底难点在什么地方?
设备变长意味着探测器的数量大大增加了 , 而其中晶体的阵列的一致性就要保证比原来的水平高很多 。 工艺加工精度 , 表面处理的细节等都要做得更好 。
:集合PET和CT两种超能力,PET-CT神奇在何处?
本文插图

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两米超长轴向视野/超高灵敏度/全身动态采集
其次 , 机器变长 , 扫描范围也就增加了 。 药物进入人体后释放的光子是随机的 , 入射角度也是大不相同 , 因此产生的数据量特别大 , 前端要经过很严格的筛选 , 才能把有用的数据拿下来 , 因此海量数据的处理也是一个难点 。
再次 , PET之所以能够诊断分子级别的功能的细节 , 是因为它可以做到定量查看细胞的活跃程度 。
比如说癌细胞 , 用普通影像设备做检查 , 是判断不出它的活性的 , 但PET-CT可以对癌症细胞的活跃程度进行定量分析 。
这个两米的设备在如此长的轴向下 , 在整个探测器环的范围里要保证所有位置点的成像精确度和一致性 , 这是很难实现的 。
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1分钟接近2.4T数据量
关于海量数据处理的难度问题 , 我简单举例说明 。 我们公司2015年的那款PET , 轴向探测长度为30厘米 , 现在这个PET是2米长 , 相当于6~8个PET合在一起的长度 , 理论上 , 探测效率会提高8倍 。
但实际上 , 因为机器是连在一起的 , 不同的部位都可以接收到数据 , 所以事实上 , 整机的探测效率相当于一个普通的PET的40倍 。
这是什么概念?现在普通PET的扫描需要10-20分钟 , 40倍的效率意味着uEXPLORER只要15秒就出一张能够满足基本临床诊断要求的全身3D图 , 这是一个很大的突破 。
另外 , uEXPLORER里有很多探测器 , 用了56万根晶体 , 而普通PET里只有3万根晶体 , 这两个数量也是不可同日而语的 。
用PET-CT进行探测的时候 , 探测的是光子的响应线 , 它每次会发一个背靠背的一对的光子 , 我们要把它们的径迹找出来 , 响应线在这个机器上是91个billion , 也就是910亿的可能 。
每采到一个数据 , 除了要判断这个数据是不是有效的 , 还要把它放到一个910亿的数组里面进行计算 , 所以处理数据非常难 。
因为数据量庞大 , 数据带宽就有300G , 相当于一分钟要保证能存2.4T有用的数据 , 而且这并不包括前端电子学剔除掉的没用数据 , 如此算来 , 总的数据大概是2.4T的10倍!这些都是我们需要解决的问题 。


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