2022年全球影像领域值得关注的十大进展

2022年已经结束，“器 械汇”整理出全球影像界十大行业进展，以飨读者。

1 高能数字SPECT/CT问世

2022年10月，以色列Spectrum Dynamics Medical公司与英国Kromek Group公司合作，推出首款能够进行高能成像的数字SPECT/CT——VERITON-CT 400系列。 

Spectrum公司的宽孔径CT及先进的图像重建算法，结合Kromek的高性能碲锌镉(CZT)数字探测器，将高能同位素的能量范围提高到400keV。与模拟技术和当前的数字技术相比，VERITON-CT 400系列的灵敏度提高了2-4倍，能量分辨率更高，可以在更短的时间内完成扫描，辐射曝露更低，定量更精确。

VERITON-CT 400系列使用360°机架，配有12个旋转CZT探测器。在扫描过程中，探测器会自动跟随患者的身体轮廓旋转，将常规3D混合成像的体积灵敏度提高了3倍，且不会使患者感到不适或干扰工作流程。VERITON-CT 400系列可选择16层和64层CT配置，能够进行精确量化的定位和衰减校正。

Spectrum Dynamics Medical公司此前推出的全数字心脏智能专用机(D-SPECT)已经于2015年进入中国市场并服务于临床。2021年，Spectrum Dynamics Medical注册成立了上海光脉医疗科技有限公司，成为其中国总部。

2 飞利浦推出光谱探测器Angio CT

2022年9月，飞利浦推出首款搭载了光谱探测器的Angio CT——Spectral Angio CT suite，将其突破性的光谱CT成像技术，引入到集成的复合Angio CT解决方案中。

Angio CT是一种将术中滑轨CT与DSA配合的新型方式，有效结合了影像检查和介入手术，可用于介入手术术前规划、术中引导及术后评估。

飞利浦将光谱CT 7500系统及图像引导治疗系统Azurion with FlexArm，结合在一个完全集成的介入解决方案中，旨在让医生在一个房间内即时获得这两种关键的成像模式，从而实现肿瘤学、中风和创伤护理等领域的微创手术创新。

3 移动式双能DR问世

RSNA2022上，来自加拿大的KA Imaging公司推出其首款移动双能DR。

这款移动双能DR命名为Reveal Mobi Lite，使用了KA Imaging公司的Reveal 35C双能X射线探测器，同时搭载了其SpectralDR专利技术。SpectralDR支持双能量减影，通过一次曝光提供骨骼和组织的区分，同时采集三幅图像(DR、骨骼和软组织双能X射线图像)。Reveal 35C探测器具有优异的DQE，可减少患者承受的辐射剂量。

目前已上市的双能DR都是固定式的，移动式双能DR可谓革命性创新。

如果说传统数字X光片类似于读取打印页上的数据，那么双能量减影则能够突出其中的重要信息，提高临床工作的速度和准确度。

KA Imaging公司还公布了两项使用该技术的临床试验结果：

一项临床试验主要用于肺部病变检测：当补充了双能图像后，有45%的病例都增加了病灶的检出。

另一项研究重点是肺炎检查：KA Imaging技术比传统数字X射线机能够多检测出33%的肺炎病例(包括COVID-19)。

Reveal 35C双能X射线探测器已获批FDA；Reveal Mobi Lite尚未进入市场销售。

4 暗场CT用于临床成像

2022年初，德国慕尼黑工业大学(Technical University of Munich,TUM)的研究人员首次将暗场X射线成像方法应用于临床CT，成果在线发表于Proceedings of the National Academy of Sciences杂志(《美国国家科学院院刊》)。

与传统X射线成像相比，暗场成像能够提供人体内部超微细结构的信息。TUM的研究人员开发出一款原型机，将暗场成像与临床CT设备结合起来，一次扫描即可捕获常规和暗场X射线图像，能够用于人体上半身胸部模型，并且尺寸足够大，可以在真实患者身上重复预期应用，不仅能够诊断肺部疾病，还可以区分各种类型的肾结石和组织沉积物。

5 薄如贴纸的超声探头问世

麻省理工学院(MIT)的研究人员开发出一种可穿戴的超声波贴片，有望让超声波成像技术变得像创可贴一样普及。这项成果2022年7月28日发表于Science杂志。

这种贴片只有邮票大小，可以贴在皮肤上并连续48小时成像。当志愿者进行各种活动(包括坐、站、慢跑和骑自行车)时，这些贴片保持了很强的粘附力，并捕捉到了器官的变化。

目前的设计需要把贴片连接到将反射声波转换成图像的仪器上。不过，研究人员指出，即使以目前的形式，这种贴片也可以立即应用，例如应用于医院的病人，类似于心脏监测心电图贴片。它可以针对内部器官连续成像，而不需要技术人员长时间将探头固定在原位。研究小组还在开发这种贴片的无线版本，如果开发成功，超声波贴片就可以制成可穿戴的成像产品，让患者从医院带回家，甚至能从药店购买。

6 国内稳态强磁场可达45.22 T

2022年8月，由中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研制的“国家稳态强磁场实验装置”实现重大突破：其混合磁体(磁体口径32毫米)在26.9兆瓦的电源功率下产生45.22万高斯(即45.22特斯拉)的稳态磁场，刷新了同类型磁体的世界纪录，成为目前全球范围内可支持科学研究的最高稳态磁场。原世界纪录是1999年由美国国家强磁场实验室创造，其混合磁体产生45万高斯，至今已保持纪录23年之久。

7 韩国开发11.74T磁共振

2022年11月，11.74T磁体在韩国投入使用。

这是韩国嘉泉大学吉尔医疗中心(Gachon University Gil Medical Center,以下简称GUGMC)与意大利MR组件开发商ASG SUPERCONDUCTORS公司(以下简称ASG公司)的合作项目，目标是开发可同时支持多通道与多核素的11.74T 磁共振，它将主要用于脑成像研究，预计将获得比1.5T磁共振精细近10倍的图像，有望为帕金森、阿尔茨海默和中风等神经退行性脑部疾病的早期诊断及治疗提供重要线索。

该磁体内径70厘米，长3.7米，裸磁体重55吨，使用被动屏蔽，于2018年12月投入生产，两年后由意大利运抵韩国，2022年上半年完成现场验收。

如今，经ASG技术经理和韩国专家测试，评估委员会确认磁场达到了目标强度，并保持了稳定性和均匀性，磁体内部温度小于2.2开尔文。值得一提的是，这次测试是在嘉泉脑谷脑疾病中心(Gachon Brain Valley Brain Disease Center)进行的，磁体安装和现场励磁均是在这里完成，而非实验室环境。

GUGMC的研究人员计划在2022年年底或2023年春天之前，将11.74T磁体与梯度磁线圈、射频线圈、电子元件和电源等结合起来，完成世界上第一个同步多通道多核素11.74T磁共振系统，由ASG技术人员在现场提供全面服务。这个项目得到了韩国卫生福利部的资助。

除了韩国正在开发的这台11.74T 磁共振系统之外，全球已运行或正在开发的11.7T磁共振还包括：

法国原子能委员会下属萨克雷研究所NeuroSpin中心(NeuroSpin Centre at CEA Saclay)开发的11.7T磁共振全身系统，已于2021年底出图；

美国国立卫生研究院(NIH)的11.7T磁共振，与韩国的机器一样，专用于神经系统，目前正在开发中；

英国诺丁汉大学正在筹备的11.7T磁共振全身系统，这一项目在2022年刚刚获得了2910万英镑(约人民币2.4亿)的资助；机器将安装于诺丁汉大学的彼得·曼斯菲尔德影像中心(Sir Peter Mansfield Imaging Centre)。

8 无需球管可产生X射线

在2022年棱镜奖(Prism Awards)的评选中，一家名为Research Instruments Corporation美国公司的激光等离子X射线源(Laser Plasma X-ray Source,LPXS)产品，入围“生物医学设备”大类的决赛提名。虽然产品最终未能获奖，但也使我们得以一窥这项技术。

固体、液体和气体，是我们所熟悉的物质的三种状态，但其实物质还有第四种状态，称为等离子体，是由离子和电子组成的高度电离的气体，也是宇宙中最丰富的物质形式。

Research Instruments Corporation公司的激光等离子X射线源(LPXS)通过将激光诱导的等离子体(laser-induced plasma)转变为从微焦点(microscopic spot)发射的大通量X射线，产生了超出传统X射线球管极限的超亮皮秒脉冲X射线(ultra-brilliant picosecond pulsed X-rays)。LPXS由支持系统和X射线屏蔽装置组成，装置体积约为61cm✕91.4cm✕30.5cm。带有驱动激光器的完整系统通常安装在2.5m✕1.2m的光学平台上，对于实验室研究来说，这个尺寸足够小巧。这些等离子源可以以任何重复频率运行，并产生低至1mJ/脉冲的可用X射线通量。

9 新技术实现三维实时跟踪放疗剂量

在放射治疗中，X射线在与组织相互作用时会使组织变热，并在此过程中产生声波。这些波非常微弱，超声技术检测不到。如今，美国密歇根大学的研究人员找到了一种方法，利用3D成像技术实时跟踪放射治疗。

研究人员使用一种新的电离辐射声学成像系统(ionizing radiation acoustic imaging system,iRAI)捕捉并放大声波，用来确定体内的辐射剂量，指导临床医生准确地将射线指向癌细胞，远离邻近的健康组织。研究成果已发表在Nature Biotechnology杂志上。

iRAI系统通过“聆听”辐射束产生的声音来绘制累积在身体深处的剂量，而不会干扰治疗。这项技术已经开始在临床应用中进行测试及验证，初步结果令人鼓舞。研究人员计划在更多患者(>20)身上测试这项技术，进一步改善其性能，了解临床可行性、优势以及局限性。

iRAI系统使用放置在患者身体一侧的超声波传感器阵列来检测并放大声波，然后将信号传输到超声设备中进行图像重建，以此为依据调整射线的剂量或轨迹。

这种方法尤其对辐射敏感的器官有益，比如小肠或胃。而且iRAI系统可以很方便地添加放疗设备上，而无需改变工作流程。研究人员表示它甚至还可以用于质子治疗。

这项研究得到了美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)和密歇根临床与健康研究所(Michigan Institute for Clinical and Health Research)的支持。密歇根大学已经申请了专利保护，并正在寻找合作伙伴将这项技术推向市场。

10 全球面临氦气短缺危机

氦气是目前磁共振运行不可或缺的一项重要资源。维持一台磁共振设备正常运行大约需要2000升液氦，其间还要不断补充挥发掉的氦气。据估计，一台磁共振在其使用寿命期间(约12.8年)需要10000升液氦。

此外，氦气还广泛用于半导体和光缆制造，这也是近年来急剧增长的氦气应用领域。截至2021年，全球氦气消耗量的32%用于磁共振，而半导体和光纤市场则占18%。

我国的氦气产量非常少，仅占全球氦资源的2%，目前我国绝大部分氦气都需要进口。据美国地质调查局2009年的调查报告，美国、阿尔及利亚、卡塔尔和俄罗斯拥有全球89%的氦资源。但美国内政部陆地资源管理局(BLM)氦气办公室的统计报告显示，美国老区块氦气资源枯竭严重，大部分富氦的天然气田在2000年后已进入气田开发的衰竭期；同时，随着美国将氦气列为重要的战略资源加以保护，美国限制了对新区块的开发，2012年之后，美国氦气的开采以每年约10％的速度下降。

由于氦是不可再生元素，且氦气在地球含量极少，全球都在面临氦气短缺现状。如今，美国的五家主要氦气供应商中，有四家都优先考虑医械客户。尽管如此，氦气仍然面临短缺，且成本上涨惊人，涨幅高达30%。氦甚至已经成为当前地缘政治局势中的主要问题之一。此前，美国一直指望俄罗斯丰富的氦气资源能够缓解氦气紧张局面。俄罗斯在其东部的新建工厂原本能提供全球近三分之一的氦气，但2021年初的一场大火打乱了计划。即便工厂恢复生产，乌克兰战争也使形势变得更复杂。

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