全数字PET产业生态

从多电压阈值(MVT)采样方法逐步演化发展出来的数字正电子发射断层成像(PET)创新技术体系,带动了包括关键材料、核心器件、电子学、智能算法和行业标准等在内的多个领域的发展,形成以硬件模块化、软件智能化为特征的PET产业新生态。2010年全球首台基于MVT方法的全数字PET科学仪器成功研制,并展现出明显的空间分辨率优势。借助探测器模块化的特点,又陆续研制出面向小动物、大动物、灵长类动物和植物的不同孔径、不同视野(FOV)、不同几何架构的全数字PET科学仪器,并投入各项科研应用。2015年,全球首台用于人体扫描的全数字PET医疗器械样机研制成功。在随后7年里,多款临床全数字PET产品陆续完成研制,并投入市场。这些全数字PET产品打破过去面向全身扫描的常规固定式系统架构,采用模块化、数字化探测器,构建了部位专用PET、嵌入式PET、穿戴式PET、质子PET等多种医疗器械,帮助推动PET应用从肿瘤诊断快速拓展至神经系统疾病诊断、心血管疾病诊断、免疫治疗、质子治疗等精准诊疗新领域。全数字PET生态的蓬勃发展也带来了产业分工的革新,新型的闪烁晶体材料、新型硅光电倍增器、以及模块化PET探测器正在独立快速的发展,形成各自的标准化部件或接口,上下游技术同步提升促进了PET全产业链和创新链的发展。随着全数字PET技术的迅猛发展,多种技术路线相继被提出,也对相关的产品标准与技术规范的适应性提出新的需求,PET数字化技术要求、数字PET医疗器械注册指导原则等监管体系也进一步得到更新和发展。本文回顾20余年全数字PET在科学仪器、医疗器械、产业链和监管科学方面的动态进展,并对数字PET未来生态发展做出展望。

数字PET二十年

正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)能直接观测活体内的生理生化过程,具有高特异性和高生化灵敏度。2004年,多电压阈值(Multiple Voltage Threshold,MVT)采样方法被提出,解决了PET系统中高速闪烁脉冲精确数字化难题,使得全数字PET的研制成为可能。数字PET技术以MVT为源头向着PET创新链的上下游环节延展,为关键材料、核心器件、智能算法和应用研究带来了新的机遇。本文回顾了数字PET诞生和发展的历程,并展望了基于数字PET平台创新可能产生的问题与机遇,以供相关研究者探讨。