民族品牌献礼70周年——国产首台自主研发大孔径CT
医疗器械媒体报道先锋
分享专业医疗器械知识
关注1895年伦琴在实验室中发现了人类未知的射线-X射线，1972年霍斯菲尔德发明了计算机断层扫描仪（CT）。自此，人类开启了利用医学影像探索人体解剖结构的新纪元，医疗影像也为医疗诊断医学发展，为病人带来了福音。CT影像从单排到多排，从断层到螺旋，从二维到三维/四维，从形态学到功能学的发展，为现代医学的精准诊疗做出了突出贡献。
20世纪70年代末，CT设备由我国放射界泰斗李果珍教授牵头引入中国，1984年全国CT装机量不过30余台，多数为从国外引进的二手机器，愈发无法满足与日俱增的需求量。直到在CT引进中国整整20年后的1994年，东软医疗成功研制出中国第一台CT原型机（献礼新中国成立70周年——记中国首台自主研发CT），自此打破了国外技术垄断，使中国跻身继美、日、德、荷之后的世界第五大CT整机生产国和出口国。
大孔径CT临床需求
在第一台国产自主研发CT出现后，我国在CT领域取得一定的主动权，但在CT细分领域还处于空白状态。
比如过去，常规的螺旋CT机的扫描孔径只有65-70CM，对于幽闭恐惧症、大体型患者、放疗模拟定位、微创介入处置等，常规CT难以满足需要。尤其是特殊体位以及患者需要在身体外配备不同尺寸的固定板进行精确放疗模拟定位扫描时，传统的70cm的小孔径常常无法满足放疗患者的扫描空间需求，对放疗计划的的设计也更加困难。同时放疗都是肿瘤患者，身体状态很难坚持长时间的检查扫描，所以对CT的扫描空间和速度也要求更高。
大孔径CT面临的技术难题
我国从70年末开始引入CT用于医学诊断，至90年代末研发出国产用于临床诊断CT设备，到后来的16层，32层，128层国产CT。而大孔径CT具有适用患者体型广，扫描患者舒适度的优势，并且可广泛用于肿瘤模拟定位及介入处置等，可这一技术却一直掌握在少数进口厂家手中，即便是16层大孔径CT其在市场上售价相当于128层CT的价格。
那么为什么常规CT在国产化后，大孔径CT迟迟未能国产化，存在哪些技术壁垒呢？
大孔径CT影像面临的技术难题：
1.扫描孔径增加后，从球管焦点到扫描等中心，到探测器的物理路径加大，导致扫描数据的采集信号变弱，光子密度降低，采集的影像信息电子噪音增加，图像清晰度势必降低。
2.CT旋转部部品距离扫描中心的距离增大，导致高速旋转下的部件所承受的离心力增大。
3.在X射线的几何形状变更后，如何重建大视野下的高质量CT图像，特别是如何精准还原每个像素点的CT值，对图像的物理算法有极大挑战。
国内首台自主研发大孔径CT
上世纪90年代，国产CT就已经服务于临床诊断，但适用更广、一机多能、更先进大孔径技术一直掌握在少数进口品牌手中。
2016年2月，赛诺威盛推出国内首款拥有自主知识产权的Insitum系列大孔径CT（16层、32层、64层），在保证拥有76CM大孔径的同时，还拥有20LP/CM分辨率，同时具有高速扫描功能和大孔径的物理特性。
赛诺威盛采用了超短几何机架设计来优化光子路径，在孔径增大同时，最大程度上缩短球管焦点到探测器的距离，以至于焦点到探测器的距离与常规70厘米孔径的CT产品相近。
重新优化CT旋转部动平衡设计，降低旋转部部品在大孔径和高速旋转下所受的离心力，这样在物理结构上大幅提升了X射线光子的利用效率。
为将图像重建的更为细腻，在X射线影像链上做出突破性的革新，在X射线准直滤过的设计上，经过了细密的考量，采用了业界首创具有专利技术的弧形准直器，最优化的匹配了到达探测器的投影数据，大幅提升了光子利用效率并降低了到达人体的辐射剂量。
与此同时，赛诺威盛的大孔径CT搭载了超大1024矩阵，基于噪音模型的迭代重建算法，3D锥形束重建以及基于不同X射线频谱能量的校准技术，确保在重建环节将图像噪音降至最低。在影像链的关键部件上，使用了具有动态飞焦点技术的金属球管和高吸收率、高转化率及低余晖效应的新一代探测器系统，在重建的硬件平台上使用了基于GPU的重建平台，增加运算能力的同时提升显示效果。
至此，具备76厘米扫描空间和20Lp/cm高分辨率的的国产首款大孔径CT系列面世。
大孔径系列CT（16-128层）产品的应用有助于分级诊疗和健康中国的推进，在不增加采购成本的前提下，实现一机多能，让高端诊断级大孔径CT影像技术更好的惠及中国百姓。
2016 年赛诺威盛 大孔径系列CT产品 获得中关村首台（套）重大技术装备示范项目
承担北京市科委大孔径64层CT临床研究课题及协和研究项目
2015年1月，经过严格遴选，赛诺威盛承担了北京市科学技术委员会《创新品种临床研究——大孔径64层CT临床研究》课题。该课题的主要研究任务为：通过对64层CT探测器技术，大孔径放疗一体高速机架旋转系统，大视野成像技术，锥束迭代重建算法，64层图像质量优化技术，低剂量算法的研制，实现全功能64层CT系统的开发，完成第三方检测和临床试验并实现产业化转化。这一研究课题的属性为产业类自有技术原始创新，对于课题承接单位的技术研发实力有很高的要求。
2019年赛诺威盛与北京协和医院共同承担了首都健康保障培育研究项目《大孔径、大视野64层CT系统的示范推广研究》，此课题标志着双方将在赛诺威盛Insitum精广角CT临床使用层面展开进一步的合作，输出一套更优的扫描方案有助于优秀国产影像设备在广大医疗机构，特别是基层医院的使用和推广，提升基层医院的诊断能力，提升疾病的检出率， 降低误诊率和漏诊率，有助于国产高端影像设备的推广和普及。
与协和医院项目组合影
大孔径CT临床广应用
Insitum大孔径CT是赛诺威盛自主研发并完全拥有自主知识产权的一款高端计算机断层影像系统。在临床上可以广泛应用于全身各个部位的无创成像，特别适用于观察病变内出血或者钙化灶、骨骼病变、肺部检查、腹部检查等方面。不但能满足医院的影像科，还适用于介入科，肿瘤科，放疗科，神经内科，心脏内科，骨科，脊柱外科等。
永平县人民医院全身扫描应用
大名县人民医院放疗应用
北京协和医院介入手术应用
推进高端CT民族品牌进程
赛诺威盛于2019年推出了最新的大孔径128层CT。在坚持大孔径76厘米设计的前提下，128层CT在扫描速度、图像采集能力、放射剂量、心脏检查等方面都具有更强大的优势。我们期待赛诺威盛在CT领域做得更加深入，在CT影像技术下为更多临床科室提供最优的解决方案，更好的服务国人健康。器械之家也期待未来有更多国产品牌在CT领域取得广泛进展。
END
相关阅读
献礼新中国成立70周年——记中国首台自主研发CT
献礼新中国成立70周年——国产首台全数字便携彩超篇
献礼新中国70周年——李果珍教授与首台CT进入中国！
献礼新中国70周年——纪念中国首台磁共振诞生