超高分辨率与超低放射剂量不再“此消彼长”，医疗影像行业开启国产智造时代

　　当X射线、CT等医学影像技术越来越多地应用到疾病诊疗过程中，由此带来的辐射问题一直备受公众关注。

　　医学上一般采用毫西弗（mSv）来衡量辐射的危害性。通常一次冠脉CT造影，检查辐射大概在 1毫西弗左右；拍一张X光片的辐射与坐一次飞机差不多，仅为百分之几个毫西弗。

　　尽管这样的辐射剂量，都是在安全剂量范围内的。但近期也有研究指出，即便是原来被认为是“安全”的辐射剂量，也会在小鼠体内促进癌变细胞生长。

　　那么，如何将超高分辨率与超低放射剂量有效地融为一体，不再“此消彼长”，成为业内关注的热点话题。

　　“二层楼房”的结构 

　　业内专家表示，解决这一问题，还要从医疗影像设备构造谈起。通常平板探测器是医疗影像设备的核心关键部件，它直接关系到产品的性能和质量。而这其中核心底层技术主要涉及传感器芯片及信号处理等方面。

　　“多年来，医疗影像行业的很多关键核心技术领域长期被发达国家企业垄断，国内拥有底层硬核技术自主研发并具有贯通产业链综合生产制造能力的企业数量极少。”2月27日，在一场“中国智造、科创未来”主题交流会上，美国布朗大学博士、中科爱锐董事长桑钧晟直言，解决卡脖子的问题，不能靠集成组装，而应该靠“独门绝技”。

　　目前，主流平板探测器都是使用以Trixell为代表的TFT传感器技术。“它的每个像素好比一间平房，平房中分设三个房间用来感应、存储和传输，但由于三个功能在同一水平维度，那么晶体管越小，分辨率越高，用于感应的功能就越弱，灵敏度会变差，也就是会出现灵敏度（放射剂量）与分辨率相矛盾的难题。”华南理工大学微电子学与固体电子学专业博士后胡云峰表示。

　　采访中，记者了解到中科爱锐设计的新一代TFT传感器芯片则是“二层楼房”的结构，立体像素结构让感应功能集中在表面上层，储存和传输功能在下面一层，独占“一层”使感应面积提升的同时，并不扩大表面面积影响分辨率，能提高灵敏度。另外，该传感器芯片用单颗晶体管实现了其他工艺需要3颗晶体管集成才能实现的有源像素功能，使之能放大信号，增加灵敏度来降低剂量。

　　此外，桑钧晟还表示，该传感器芯片能使现有平板探测器降低可达2/3的 X射线剂量，而空间分辨率可实现50微米像素，最终可以达到30微米像素。

　　优势联手整合全产业链条 

　　“传感器是信息社会和大数据时代的核心关键部件之一，是重要的数据来源端口，其设计和制造属于新一代信息技术的底层核心硬科技。”北京大学信息工程学院院长、深圳市TFT与先进显示重点实验室主任张盛东认为，新一代TFT传感器芯片在大面积、柔性材料等应用领域有性能和性价比优势，能够占据产业发展的制高点，市场应用前景广阔。

　　如果说提高分辨率能帮助发现更小更早期的病灶，降低X射线剂量会更安全是新的传感器芯片“独特优势”，那么将这种“独特优势”能融合在整个产业中，才能真正实现从底层传感器芯片到核心部件平板探测器，从到医疗影像终端设备再到应用解决方案的“全产业链条价值”。

　　据了解，由中科爱锐自主研发的、即将面世的乳腺钼靶设备以及骨科应用设备，就使用了基于自有新一代TFT传感器芯片的平板探测器，同时完成了全产业链条的配置，极大缩短了底层核心技术突破转化成终端应用产品的时间和周期。

　　其实，TFT传感器芯片除了应用在X射线影像设备上，还在微创手术介入治疗领域逐渐凸显重要价值。

　　比如，DSA、C型臂和其他医疗机器人等，都需要搭载具有低剂量、高分辨率、抗辐射和具有快速动态响应的大面积平板探测器。

　　“医学影像学是临床医生的‘眼睛’，未来更应该加大推进人工智能在医学影像领域的应用。”北京协和医学院影像医学与核医学系主任金征宇曾表示。