說(shuō)起胸片、CT類檢查，你第一個(gè)反應(yīng)是什么?很多人會(huì)說(shuō)“怕有輻射”。
3月10日，記者獲悉，我國(guó)在TFT(薄膜晶體管)傳感器技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重要突破，中科愛銳基于該技術(shù)研發(fā)的X射線探測(cè)器芯片，應(yīng)用在X射線醫(yī)療影像設(shè)備上，打破目前“高分辨率與低放射劑量不可兼得”的技術(shù)困局，可以降低放射劑量的同時(shí)，無(wú)損影像的高清晰度。
“該技術(shù)所采用的 TFT(薄膜晶體管)半導(dǎo)體傳感器件技術(shù)具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性，在大面積、柔性材料等應(yīng)用領(lǐng)域有性能和性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，并且產(chǎn)能易于解決。該核心技術(shù)，技術(shù)路徑清晰，能夠占據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。”北京大學(xué)深圳研究生院信息工程學(xué)院院長(zhǎng)、深圳市TFT與先進(jìn)顯示重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、教授張盛東表示。
讓像素從“平房”變成了“二層樓房”
為什么一個(gè)小小的芯片可以影響X射線醫(yī)療影像設(shè)備的分辨率和放射劑量?
回答這個(gè)問題，將提到X射線影像技術(shù)的發(fā)展史。人類進(jìn)入X射線數(shù)字醫(yī)療影像時(shí)代，基本上可以從上世紀(jì)90年代一家叫Trixell的公司研發(fā)出“TFT無(wú)源像素(PPS)傳感器芯片”后起算。
目前，主流平板探測(cè)器使用的是以Trixell為代表的無(wú)源像素TFT傳感器技術(shù)。
“每個(gè)傳感器晶體管(像素)好比一間平房，平房中分設(shè)三個(gè)房間用來(lái)感應(yīng)、存儲(chǔ)和傳輸，但由于三個(gè)功能在同一水平維度，那么晶體管越小，分辨率越高，但用于感應(yīng)的面積就越小，靈敏度會(huì)變差，也就是會(huì)出現(xiàn)靈敏度(放射劑量)與分辨率相矛盾的難題。”中山大學(xué)電子與信息工程學(xué)院教授王凱解釋，所以，目前醫(yī)院在用的主流X射線醫(yī)療影像設(shè)備，普遍存在“要看清影像則需要大劑量X射線，想減少X射線劑量則看不清影像”的兩難困局。
“我們研發(fā)的新一代TFT傳感器芯片核心技術(shù)，則從技術(shù)原理上實(shí)現(xiàn)了新的突破，讓傳感器晶體管從‘平房’變成了‘樓房’，讓感應(yīng)面積得到提升;同時(shí)，用單顆晶體管實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)三顆晶體管才能實(shí)現(xiàn)的‘有源像素’功能，即能夠高強(qiáng)度地放大信號(hào)，這種能在TFT上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)目前全世界僅此一家能做到。該技術(shù)應(yīng)用在X射線醫(yī)療影像設(shè)備上，既能解決醫(yī)生對(duì)高分辨率醫(yī)學(xué)影像的需求，又能降低輻射劑量，可謂一舉兩得。”美國(guó)布朗大學(xué)博士、中科愛銳董事長(zhǎng)桑鈞晟說(shuō)。
搭載新型TFT傳感器的醫(yī)療影像設(shè)備有望年內(nèi)入市
醫(yī)學(xué)影像科的檢查項(xiàng)目包括X線檢查(各種拍片、造影、透視等)、CT檢查、核磁共振檢查(MRI)，在X線和CT檢查中都會(huì)使用到X射線，輻射無(wú)可避免，不過(guò)這些輻射劑量通常在安全范圍內(nèi)的。
雖說(shuō)如此，作為經(jīng)常與放射型設(shè)備打交道的醫(yī)生們，還是希望輻射劑量盡可能地降低，畢竟曾有研究指出，即便是原來(lái)被認(rèn)為是“安全”的輻射劑量，也會(huì)在小鼠體內(nèi)促進(jìn)癌變細(xì)胞生長(zhǎng)。但是，降低放射劑量往往會(huì)對(duì)影像的分辨率有所折損。
那么，如何將高分辨率與低放射劑量融為一體，不再“此消彼長(zhǎng)”，讓“魚和熊掌兼得”?
已有測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，新一代TFT傳感器核心技術(shù)，性能已經(jīng)趕超同類傳感器技術(shù)，可以應(yīng)用到多種X射線醫(yī)療影像設(shè)備中，特別對(duì)于需要搭載具有高分辨率、低劑量和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的大面積平板探測(cè)器的介入治療醫(yī)療影像設(shè)備如DSA、C型臂和各類醫(yī)療機(jī)器人等。
王凱指出，這個(gè)技術(shù)對(duì)大眾的價(jià)值在于大家在接受X射線類醫(yī)學(xué)影像檢查時(shí)，一方面，接收到的放射劑量將可以比現(xiàn)在降低一半以上，大家可以更放心地使用這種醫(yī)療診斷手段;另一方面，應(yīng)用在高端醫(yī)療影像設(shè)備上，將可以看到比現(xiàn)在更為清晰的影像，對(duì)組織結(jié)構(gòu)、圖像細(xì)節(jié)與邊界的辨識(shí)度更好。據(jù)介紹，基于該核心技術(shù)研發(fā)的新一代傳感器芯片首先會(huì)應(yīng)用于研發(fā)篩查乳腺癌的醫(yī)療影像部件及設(shè)備。
記者獲悉，由我國(guó)自主研發(fā)的、即將面世的乳腺鉬靶設(shè)備以及骨科應(yīng)用設(shè)備，就使用了基于自有新一代TFT傳感器芯片的平板探測(cè)器，其貫通了全產(chǎn)業(yè)鏈，縮短了底層核心技術(shù)突破轉(zhuǎn)化成終端應(yīng)用產(chǎn)品的時(shí)間和周期。
桑鈞晟透露，搭載新一代TFT傳感器核心技術(shù)的乳腺鉬靶即將面世，骨科應(yīng)用設(shè)備也正在進(jìn)行研發(fā)，有望年內(nèi)入市。
專家表示，現(xiàn)在X射線醫(yī)療影像設(shè)備已成為醫(yī)療服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，其中平板探測(cè)器屬于核心關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到醫(yī)療影像設(shè)備的性能和質(zhì)量，其核心底層技術(shù)主要涉及傳感器芯片及信號(hào)處理等多方面。傳感器是信息社會(huì)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的核心關(guān)鍵部件之一，是重要的數(shù)據(jù)來(lái)源端口，其設(shè)計(jì)和制造屬于新一代信息技術(shù)的底層核心硬科技。
