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當(dāng)X射線、CT等醫(yī)學(xué)影像技術(shù)越來越多地應(yīng)用到疾病診療過程中，由此帶來的輻射問題一直備受公眾關(guān)注。

醫(yī)學(xué)上一般采用毫西弗(mSv)來衡量輻射的危害性。通常一次冠脈CT造影，檢查輻射大概在 1毫西弗左右;拍一張X光片的輻射與坐一次飛機(jī)差不多，僅為百分之幾個毫西弗。

盡管這樣的輻射劑量，都是在安全劑量范圍內(nèi)的。但近期也有研究指出，即便是原來被認(rèn)為是“安全”的輻射劑量，也會在小鼠體內(nèi)促進(jìn)癌變細(xì)胞生長。

那么，如何將超高分辨率與超低放射劑量有效地融為一體，不再“此消彼長”，成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)話題。

“二層樓房”的結(jié)構(gòu)

業(yè)內(nèi)專家表示，解決這一問題，還要從醫(yī)療影像設(shè)備構(gòu)造談起。通常平板探測器是醫(yī)療影像設(shè)備的核心關(guān)鍵部件，它直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。而這其中核心底層技術(shù)主要涉及傳感器芯片及信號處理等方面。

“多年來，醫(yī)療影像行業(yè)的很多關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域長期被發(fā)達(dá)國家企業(yè)壟斷，國內(nèi)擁有底層硬核技術(shù)自主研發(fā)并具有貫通產(chǎn)業(yè)鏈綜合生產(chǎn)制造能力的企業(yè)數(shù)量極少。”2月27日，在一場“中國智造、科創(chuàng)未來”主題交流會上，美國布朗大學(xué)博士、中科愛銳董事長桑鈞晟直言，解決卡脖子的問題，不能靠集成組裝，而應(yīng)該靠“獨(dú)門絕技”。

目前，主流平板探測器都是使用以Trixell為代表的TFT傳感器技術(shù)。“它的每個像素好比一間平房，平房中分設(shè)三個房間用來感應(yīng)、存儲和傳輸，但由于三個功能在同一水平維度，那么晶體管越小，分辨率越高，用于感應(yīng)的功能就越弱，靈敏度會變差，也就是會出現(xiàn)靈敏度(放射劑量)與分辨率相矛盾的難題。”華南理工大學(xué)微電子學(xué)與固體電子學(xué)專業(yè)博士后胡云峰表示。

采訪中，記者了解到中科愛銳設(shè)計(jì)的新一代TFT傳感器芯片則是“二層樓房”的結(jié)構(gòu)，立體像素結(jié)構(gòu)讓感應(yīng)功能集中在表面上層，儲存和傳輸功能在下面一層，獨(dú)占“一層”使感應(yīng)面積提升的同時，并不擴(kuò)大表面面積影響分辨率，能提高靈敏度。另外，該傳感器芯片用單顆晶體管實(shí)現(xiàn)了其他工藝需要3顆晶體管集成才能實(shí)現(xiàn)的有源像素功能，使之能放大信號，增加靈敏度來降低劑量。

此外，桑鈞晟還表示，該傳感器芯片能使現(xiàn)有平板探測器降低可達(dá)2/3的 X射線劑量，而空間分辨率可實(shí)現(xiàn)50微米像素，最終可以達(dá)到30微米像素。

優(yōu)勢聯(lián)手整合全產(chǎn)業(yè)鏈條

“傳感器是信息社會和大數(shù)據(jù)時代的核心關(guān)鍵部件之一，是重要的數(shù)據(jù)來源端口，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。”北京大學(xué)信息工程學(xué)院院長、深圳市TFT與先進(jìn)顯示重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張盛東認(rèn)為，新一代TFT傳感器芯片在大面積、柔性材料等應(yīng)用領(lǐng)域有性能和性價比優(yōu)勢，能夠占據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)，市場應(yīng)用前景廣闊。

如果說提高分辨率能幫助發(fā)現(xiàn)更小更早期的病灶，降低X射線劑量會更安全是新的傳感器芯片“獨(dú)特優(yōu)勢”，那么將這種“獨(dú)特優(yōu)勢”能融合在整個產(chǎn)業(yè)中，才能真正實(shí)現(xiàn)從底層傳感器芯片到核心部件平板探測器，從到醫(yī)療影像終端設(shè)備再到應(yīng)用解決方案的“全產(chǎn)業(yè)鏈條價值”。

據(jù)了解，由中科愛銳自主研發(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器，同時完成了全產(chǎn)業(yè)鏈條的配置，極大縮短了底層核心技術(shù)突破轉(zhuǎn)化成終端應(yīng)用產(chǎn)品的時間和周期。

其實(shí)，TFT傳感器芯片除了應(yīng)用在X射線影像設(shè)備上，還在微創(chuàng)手術(shù)介入治療領(lǐng)域逐漸凸顯重要價值。

比如，DSA、C型臂和其他醫(yī)療機(jī)器人等，都需要搭載具有低劑量、高分辨率、抗輻射和具有快速動態(tài)響應(yīng)的大面積平板探測器。

“醫(yī)學(xué)影像學(xué)是臨床醫(yī)生的‘眼睛’，未來更應(yīng)該加大推進(jìn)人工智能在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的應(yīng)用。”北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院影像醫(yī)學(xué)與核醫(yī)學(xué)系主任金征宇曾表示。(作者：張思瑋)