2. 核醫學各細分板塊介紹
2.1. 核醫學診斷設備
2.1.1. 核醫學診斷設備原理簡介、臨床應用場景及代表公司
核醫學診斷主要是指核素顯像診斷，根據所使用的放射性元素發射γ光子的方式和種類的不同可分為單光子發射式計算機斷層(SPECT)和正電子發射式計算機斷層成像(PET)，其原理都是將單光子/正電子放射性藥物注射入人體內后，通過SPECT或PET設備進行放射性核素分布情況的顯像，從而分析各臟器功能或代謝情況來診斷疾病的一種檢查方法。
從產品的普及率及先進性來說，SPECT先于PET于臨床上使用，普及率高于PET，但PET成像效果更清晰，對人體輻射傷害更小，比SPECT更先進，近幾年PET的市場增速也更快。PET設備通常與CT和MRI融合形成PET/CT和PET/MR，SPECT設備通常與CT融合形成SPECT/CT，單獨的PET和SPECT設備已經逐漸退出市場。
目前常用的醫學影像方法包括X射線顯像、超聲顯像、CT、核磁共振MRI、SPECT/CT、PET/CT和PET/MR等幾種。以下從原理、成像效果、臨床應用、代表公司等幾個方面對以上醫學影像方法進行對比分析。
常用醫學診斷設備對比
PET的成像原理是基于組織對于正電子核素標記的葡萄糖類似物的代謝，被稱為“活體生化顯像”。對腫瘤診斷有極高的靈敏度，但PET對組織結構的分辨率較差，對病灶的定位不夠準確。而CT是分辨率最高的組織結構成像，兩者融合后的PET/CT對于腫瘤的精準定性和定位具有非常重要的臨床意義。
2000年，全球首臺PET/CT在北美放射學年會上亮相，來自西門子醫療。PET/CT是醫學影像學的一次革命,堪稱“現代醫學高科技之冠”。由于其在腫瘤診斷方面無法替代的優勢，PET/CT實現了臨床上的快速拓展，目前已成為臨床腫瘤診斷方面最常用的高端診斷設備。PET/CT的缺陷在于PET/CT集合了CT設備的高X射線輻射和PET藥物的放射性，對于孕婦、兒童及部分年老體弱患者不太適合[2]。
注：SPECT/CT圖中標記為心臟炎癥發生部位，PET/CT圖中標記為腫瘤發生部位
PET/MR是在PET和PET/CT的基礎上發展出來的新型多模態影像系統，從2010年左右開始用于臨床，現已用于腦神經疾病診斷、心肌疾病診斷及全身腫瘤診斷等多領域。與PET/CT相比，PET/MR在反映解剖學結構形態和生理學功能信息方面具有獨特優勢，尤其是在軟組織病變的診斷方面。且MRI無電離輻射，特別適用兒童、孕婦及特殊人群。
A：MR圖像顯示大腦左側有不正常白質;B：PET圖像顯示大腦左側頂部FDG攝取減少，對應該區域白質不正常;C：PET/MR融合圖像能清晰反映不正常腦部位在左側頂部
PET最常用的正電子顯像劑是18F-FDG、68Ga以及11C、13N、15O等超短半衰期放射性元素，其中以18F-FDG為主。SPECT顯像劑種類較多，常用的單光子顯像劑有99mTc、201Tl、123I、67Ga等，其中以99mTc為主。該部分內容將在核素診斷藥物板塊進行詳細介紹。
2.1.2. 核醫學診斷設備市場情況調研
根據中華醫學會核醫學分會發布的《2020年全國核醫學現狀普查結果簡報》顯示，截止2019年底，全國34.1%的醫療機構(430個)配置了正電子PET顯像設備，共有427臺，國產設備占比16.6%。全國65.7%的醫療機構(754個)開展單光子SPECT顯像，共有單光子顯像設備903臺。
2019年，PET檢查中腫瘤顯像占94.5%;SPECT顯像中骨髓系統顯像占63.1%，內分泌系統顯像占15.9%，泌尿系統顯像占11.7%。
PET/CT作為最高端的PET掃描儀和先進螺旋CT設備功能的一體化完美融合，相比于CT和MR更易于發現早期腫瘤和微小病變，其單臺配置價格在1000萬以上，主要為大型三甲醫院采購。單次檢測費用均在5000元以上(北京8800元左右，廣州9000元左右，浙江醫保定價5300元)，多數腫瘤患者在診斷及治療過程中會進行多次PET/CT檢查。
據中華醫學會核醫學分會的統計數據來估算，中國百萬人口(按照總人口14億來估算)PET/CT保有量為0.31臺，這個數字在美國為7.8臺，日本為3.8臺，差距非常大。中國作為發展中國家，按照每百萬人2臺計算，需要2800臺PET/CT，市場規模在千億級別，市場潛力巨大。
在國內市場上，PET/CT的主要生產商為飛利浦、西門子、GE、東軟、聯影、明峰、賽諾聯合、銳視康八個廠家，飛利浦、西門子醫療、GE三巨頭占據了絕大部分市場，特別是高端PET/CT市場。
飛利浦Vereos PET/CT：2019年6月進入國內市場，64排CT，采用第四代ToF(飛行時間)技術，可以使注射劑量降至其他PET/CT機型的一半以上，同時可達到310皮秒的時間分辨率，能大幅度降低檢查時間，全身PET/CT掃描可在數分鐘內完成。
西門子Biograph mCT Flow 64，2017年進入市場，64排CT，一體化整體設計，搭載磁懸浮病人載控系統、固態電子架構及全新動態數據處理，實現了PET連續進床掃描。
GE Discovery MI，2018年12月進入國內市場，64排CT，全息數字化，實現了超級迭代Ultra-TOF技術，克服了以往成像過程中由于散射產生的信號損失，實現全信號采集，達到更好的示蹤劑注射量和信號采集量之間的平衡，進而實現更高的靈敏度，更敏銳地發現毫米級微小病灶，全身掃描只需3分鐘。
除此以外，東軟的NeuSight PET/CT是目前國內唯一同時獲得CFDA、FDA、CE認證的PET/CT設備，采取3D、4D的采集模式。聯影2019年1月全球首臺全景動態成像PET/CT uEXPLORER探索者，可實現4D實時全身動態掃描，業界最高2.8mm分辨率，15秒全身成像，一床位、一個屏氣周期完成全身全臟器掃描;靈敏度躍升40倍，輻射劑量降至1/40。明峰醫療成功研發出PET探測器、PET探測器信號采集卡，以及 SiPM(硅光電倍增管)這三大核心專利技術，并與2016年3月16日具有自主知識產權的新產品ScintCare PET/CT。銳視康的RAY-SCAN 64則是國內首臺64排PET/CT。賽諾聯合醫療于2016年6月推出業界首臺自由呼吸PoleStar m660 PET/CT。
PET/MR目前主要的生產商為GE、西門子、飛利浦、聯影、大基康明五個廠家，其市場售價高于3000萬，根據中華核醫學分會發布的數據，全球PET/MR裝機量約為200臺左右，主要在中國、北美和歐洲分布。GE、西門子以及聯影的PET/MR為一體式，飛利浦和大基康明的PET/MR為分體式，系統的設計可使患者檢查床在每臺儀器之間旋轉，實現對患者的多方位掃描，從而使該系統能實行獨立的MR和混合PET/MR檢查。
[1]QUICK H H. Integrated PET/MR[J]. J Magn Reson Imaging, 2014, 39(2): 243-258.
[2]皮厚山,肖慧,陳自謙.PET/MR發展歷程及潛在的臨床應用價值[J].功能與分子醫學影像學(電子版),2016,5(01):855-859.
[3]資料來源：Journal of Nuclear Medicine，Radiologic Clinics ofNorth America，華金證券研究所
[4]曾天翼，宋少莉，呂力瑯. 一體化PET/MR技術的發展及臨床應用[J]. 腫瘤影像學, 2019, 28 (4): 276-282.
