從基于質子的癌癥治療到小動物PET掃描儀，美國技術公司H3D一直在尋找醫學成像市場的增長機會。

量身定制：H3D創始人兼首席執行官Willy Kaye(右)為一家核電站的工人進行產品演示。除了在國防，核電和核安全應用領域已建立的客戶群外，H3D還在醫療成像市場上尋求新的增長機會。(來源：H3D)

H3D是一家專注于技術和研究的美國公司，提供用于實時識別和定位伽馬射線源的高性能成像光譜儀。在過去的十年中，這家位于密歇根州安阿伯市的制造商以為伽瑪射線成像和光譜學提供專業測量解決方案的各種最終用戶而聞名。該客戶群包括政府機構和核急救人員，核電廠的輻射安全官員以及負責按照核不擴散條約進行維護和合規的國際檢查員。

H3D創始人兼首席執行官Willy Kaye解釋說：“我們的商用儀器基于碲化鎘(CZT)輻射探測器，該技術將行業領先的能量分辨率和空間分辨率與室溫操作相結合。” H3D以及10名全職博士級人員從事CZT設備開發和優化，H3D則在整個區域供應鏈(尤其是底特律汽車行業)中吸收了更廣泛的工程和技術人才。Kaye補充說：“ H3D的重點是為現場部署準備的強大，完全集成的輻射測量解決方案。” “為實現這一目標，我們利用了一系列行業合作伙伴的專業知識，以確保在可制造性，包裝，機械測試，控制電子設備和軟件等領域的最佳實踐。”

多元化的邏輯

如果這是幕后故事，那么H3D發展的下一章已經形成，并以這些堅實的基礎為基礎，以解決醫學影像市場中CZT的增長機會。M400系列是H3D多元化努力的重中之重，它是一種緊湊且可定制的模塊，能夠在各種醫學成像應用中實現高分辨率伽馬光譜。Kaye說：“ M400是一種現成的商用產品，可以很容易地“平鋪”以形成具有增強靈敏度的成像陣列。“我們期望在多種成像方式和臨床使用案例中具有廣泛的適用性。”

目前，H3D與醫學影像界的合作體現在有針對性的研發合作計劃中。這看起來是雙贏的：概念驗證實驗項目使H3D工程師能夠大規模收集定制需求，同時對醫學成像專家進行CZT技術的多功能性和功能教育。與巴爾的摩的馬里蘭質子治療中心進行了此類合作。由美國國立衛生研究院(NIH)資助的這項為期六年的研發工作，正在評估CZT成像在質子癌治療中的潛力，質子癌治療是一種先進的放射治療形式，可以精確地將放射線遞送至復雜的腫瘤，同時保留健康的組織和器官。危險器官。

特別是，M系列構成了高能，高通量光譜儀的基礎，該光譜儀能夠對質子治療過程中產生的高能伽瑪射線成像(該光譜儀上鋪有16個M400單元，即64個CZT晶體和一個總晶體體積310厘米3)。盡管這仍然是早期評估工作，但長期目標是一種車載成像系統，以確保將來自質子治療束的大部分輻射有效載荷沉積到腫瘤中，而不是相鄰的健康組織中。

“質子與組織相互作用產生的迅速伽馬射線可用于監測體內的質子束，提供治療過程中腫瘤位置，束位置和束穿透深度的實時知識，”產品研發人員郝浩解釋說。 H3D的工程師。

他補充說：“值得一提的是，該讀出系統針對質子癌治療的高通量條件進行了優化，盡管最終，系統集成方面才是與質子治療OEM成功進行商業合作的關鍵。”

功能成像

在單獨的合作中，H3D工程師正在研究小動物正電子發射斷層掃描(PET)的機會，PET是一種功能成像技術，使用放射性示蹤劑來跟蹤病變組織(例如癌性腫瘤)的代謝和諸如血流等生理過程的變化和化學吸收。因此，小動物PET為新藥的臨床前評估提供了關鍵的成像方式，從而使生物醫學科學家能夠隨時間推移跟蹤藥物的行為，并跟蹤一系列指標，例如治療效果，生物分布，毒性和排泄。這些小動物研究繼而在人類患者進行高級臨床試驗之前為監管部門的批準程序提供了信息。

考慮到這一點，H3D開發了一種原型成像檢測器(基于四個特殊布置的M400模塊)，用于小動物PET研究。該定制系統目前正在由伊利諾伊大學厄本那-香檳分校的研究人員進行評估，能夠實現0.5毫米的空間分辨率(最好的商用閃爍器為1毫米)。Kaye表示：“這對于小動物PET而言是向前邁出的重要一步，并且是任何傳統PET探測器中最佳的位置分辨率。” 另外，Urbana-Champaign的科學家還購買了50個M400模塊，以評估用于下一代功能成像系統的新型探測器陣列。

H3D的另一項令人感興趣的應用是在診斷或治療性醫療程序中監測體內放射性同位素的分布。例如，發射伽瑪射線的tech 99m用于骨骼和一系列器官(包括心臟，肝臟，腎臟和膽囊)的功能成像，而碘131則廣泛用于治療過度活躍的人。甲狀腺或作為甲狀腺癌手術后的隨訪。

在這種情況下，H3D的伽馬射線成像光譜儀通過實時提供患者的伽馬射線和光學圖像的精確覆蓋圖，使臨床醫生能夠驗證其放射性藥物的器官運輸模型。Kaye總結道：“盡管我們有信心我們已經開發出了一個真正獨特的測量工具，但作為傳感器開發人員，我們將需要依靠潛在合作伙伴的創造力，來研究如何基于這項技術來改善患者的預后。”

產品重點：M400系列

設計通用：測試和組裝M400系列CZT探測器模塊。(來源：H3D)

H3D的M400系列是用于高分辨率伽瑪光譜和成像的定制可集成CZT檢測器模塊。該產品可以用作單個檢測器，也可以平鋪在一起以提高靈敏度，適用于一系列OEM系統應用，包括無人機，機器人和醫學成像陣列。技術規格包括：

空間分辨率：<0.5毫米(≥140keV)

能量分辨率：662 keV時≤FWHM的1.1%(同時發生的相互作用合在一起); 還提供增強分辨率版本(662 keV時，FWHM≤0.8%)

晶體體積：> 19 cm 3 CZT(484個探測器像素)

光譜范圍：50 keV至3 MeV

康普頓成像范圍：250 keV至3 MeV(可選)

尺寸：10.2×5.3×5.3厘米和0.6公斤