变结构全数字PET超级母机——医学影像的“天网” 2017年06月16日 Bypetlab-an 超级全数字PET将突破人类医学影像的观测极限，堪比一群哈勃望远镜组成的“天网”。 性能优势： 1、看远、看全局 突破同时间段PET只能观测到局部生物体（轴向视野10-25CM）功能与生化活动的限制，能够全局观察整个生物体的动态过程。 超级全数字PET拥有2.0米的超长轴向长度，采用超过25万个探测器，集成CT、MRI、Thz等多模探测单元，博采各类解剖功能影像的众家之长，同时成像的话，人体各个部位的各类信息可尽收眼底。 2、看小、看细微 极高灵敏度，可能追踪到单个细胞的活动。 超级全数字PET有望突破PET观测的癌细胞浓聚极限（105—106），甚至可能追踪到单个癌细胞，可绘制癌症干细胞的活动路径，理解癌症发生发展的全过程。 3、看准、看清楚 突破当前示踪剂有效信号强度限制。 突破当前PET的定量精度极限。 PET作为一种最有可能实现精准定量的影像工具，能否充分发挥其精准定量的独特优势，成为能否拓展其应用广度和深度的决定性因素。传统模数混合架构下的PET系统很难做到数据分析与重建的闭环，使当前PET难以保证定量精度，因此无法最大限度地发挥潜力。 数字PET团队创新性地以“多电压阈值采样”（MVT）实现了PET高速闪烁脉冲的精确数字化，以此为基础，研制出能够精确采样的临床前全数字PET系统，可以实现对更小核团的精确定量，直接提高了药物代谢过程监测的精确性,大大提升了当前PET的定量精度。 (合作团队利用临床前全数字PET仪器，相继发现基因层面的凋亡途径和多泡体层面的溶酶体途径两个不同靶点，相关成果分别于2017年2月和5月接连发表在《自然医学》杂志上。以上两图分别为上述两项研究成果中的模型小鼠肝脏对葡萄糖代谢的动态显像，分别出自Wang PX, Ji YX, Zhang XJ, et al., Nat Med. 2017, 23(4):439-449；Zhao GN, Zhang P, Gong J, et al., Nat Med. 2017, 23(6):742-752） 超级全数字PET则完全可以实现精准定量。若充分利用其活体功能成像的优势，尽早将其引入新药研发的过程中，有望大大提升临床前研究转化到临床应用的成功率，促进转化医学平台技术体系的发展。对当前生物医学基础研究，尤其是新药研发的模式，有望带来变革性的影响。 21世纪是生命科学的世纪，发达国家纷纷布局精准医学，谁掌握了精准医学的发展前沿，谁就掌握了未来社会的健康、科技、经济发展的制高点。 实现精准医疗首要就是精准检测，而精准检测的实现首要靠影像医学检测和基因检测。正电子发射断层成像是当前尖端的医学分子影像设备之一，对肿瘤、神经系统、心脏疾病的早期检测等方面有巨大优势，是精准医学的重要手段。 超级全数字PET旨在抢抓健康领域新一轮科技革命契机，利用团队首创的全数字化MVT技术在数字化PET领域的领先优势，有望成为实现精准诊断的决定性工具，或将成为精准医学杀手锏，促进人类精准医学向前迈进一大步！ 仪器优势： 变结构 可变孔径、可变模块、可变配置、可变排布、可变角度、可变参数 全数字PET相比传统PET，就如同数码相机代替胶片相机，其模块化、通用化的特点将大大拓展PET的应用范围。 超级全数字PET好比一台“母机”，独一无二的变结构特点使人们可针对各种应用需求，像“变形金刚”一样，在这台“母机”上搭出各种性能、各种尺度的最优配置，再延展出一系列的应用适用PET系统。 这张医学影像的“天网”如果织成—— √ 将为癌症、脑科学脑疾病和代谢疾病的生物医学基础研究，获取新数据； √ 为癌症、脑疾病、代谢疾病的早期诊断和治疗，提供新技术。可以定其性、查其位、度其量、观其行； √ 为癌症、脑病、代谢疾病和罕见病的新药研发，提供革命性的新方法； √ 为高端医疗设备和尖端科学仪器的发展，提供新平台。 大科学装置的建设和运行水平标志着一个国家核心、原始创新能力的高低。20世纪中叶以来，科学技术发展中出现了一个新的态势，即许多科学领域的进一步发展、或者说它们的研究前沿的突破，都离不开大科学装置。世界各国以巨大的投入建立大科学装置，其推动力即在于此。 (部分国际大科学装置) （我国部分大科学装置） 例如，美国顶尖分子影像团队“探索者”就于去年宣布斥上亿巨资打造PET-CT“探索者”，并预计在2018年中期问世。目前，包括“探索者1”“探索者2”在内，美国有两个超级PET的相关项目已经启动，欧洲也将建设ELAC—PET的超级PET项目。 不过，分析认为，随着超级PET的轴长普遍从20厘米左右增加到2米，系统的复杂程度也将呈指数上涨。而超级全数字PET因为模块化的技术优势，可以轻松解决超级PET探测器大量增加带来的复杂度问题，相比其他研究机构推出的超级PET技术方案，在技术上更有可能最终实现，可以不打折扣地把性能发挥到极致！ 大科学装置的建设和利用与一般的科学仪器及装备有很大的不同，也有别于一般的基本建设项目，技术意义重大，影响面广且长远。 超级全数字PET是海量高新技术的集成，对包括加速器等在内的相关配套设施要求更高，其中涉及巨大的建设规模和资金投入。而相比于发达国家，我们除了技术上的领跑优势，还存在诸多不足，这就需要国家发挥制度性优势，补齐短板。 唯有举国家之力来成就，切实支持变结构全数字PET超级母机尽快坐实坐大坐强，才能在全球劲刮的超级PET风潮中，勇立潮头。否则，我们有可能从技术的领先“先驱”变为“先烈”，国家将失去一次基础科学前沿研究的重大突破、高端医疗产业跨域式发展的绝佳机会！ PET是一种大型尖端功能成像设备，在临床诊疗和基础研究两个领域都具有巨大的应用价值，代表了当前医学成像研究领域的最前沿。由于PET研究具有多学科交叉、高技术、高投入的特色，只有顶级院校才有实力涉足。国外在PET研究方面领先的院校如UChicago，Stanford，UCLA, UWashington, UC Davis,UPenn, UC Berkeley等, 无一不是全球ESI综合排名前40的名校。 （首台人体临床全数字PET） 华中科技大学数字PET团队历经十余载，实现了从方法、技术、系统的全面创新，已成为中国乃至世界PET研究的领跑者之一，形成了PET领域的学术及人才高地。而依托超级全数字PET装置的牵引之力，更将使前沿原始创新、应用技术开发、高端人才培养、战略性新兴产业培育等科技创新价值链的全要素获得倍增效应！ 万山磅礴必有主峰。超级全数字PET装置——一个科学高地、人才高地、应用高地的集大成者，一旦建成，必将成为屹立在全球PET科技创新之林的耀眼“主峰”！
