小芯片讓醫(yī)學(xué)影像放射量低又看得清

說(shuō)起胸片、CT類檢查，很多人會(huì)說(shuō)“怕有輻射”。

中科愛(ài)銳在TFT（薄膜晶體管）傳感器技術(shù)上實(shí)現(xiàn)重要突破，基于該技術(shù)研發(fā)的X射線探測(cè)器芯片，應(yīng)用在X射線醫(yī)療影像設(shè)備上，可以打破目前“高分辨率與低放射劑量不可兼得”的技術(shù)困局，在大大降低放射劑量的同時(shí)無(wú)損影像的高清晰度，甚至可以獲得更高清影像。

“該技術(shù)所采用的 TFT半導(dǎo)體傳感器件技術(shù)，具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性，在大面積、柔性材料等應(yīng)用領(lǐng)域有性能和性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，能夠占據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊?！北本┐髮W(xué)深圳研究生院信息工程學(xué)院院長(zhǎng)、深圳市TFT與先進(jìn)顯示重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、教授張盛東認(rèn)為。

為什么一個(gè)小小的芯片可以影響X射線醫(yī)療影像設(shè)備的分辨率和放射劑量？

回答這個(gè)問(wèn)題，將涉及到X射線影像技術(shù)的發(fā)展史。人類真正進(jìn)入X射線數(shù)字醫(yī)療影像時(shí)代，基本上可以從上世紀(jì)90年代一家名為Trixell公司研發(fā)的“TFT無(wú)源像素傳感器芯片”算起。

中山大學(xué)電子與信息工程學(xué)院教授王凱介紹說(shuō)，目前醫(yī)院采用的主流X射線醫(yī)療影像設(shè)備，普遍存在“要看清影像則需要大劑量X射線，想減少X射線劑量則看不清影像”的兩難困局。每個(gè)傳感器晶體管（像素）好比一間平房，平房中分設(shè)三個(gè)房間用來(lái)感應(yīng)、存儲(chǔ)和傳輸，但由于三個(gè)功能在同一水平維度，那么晶體管越小分辨率越高，但用于感應(yīng)的面積就越小，靈敏度會(huì)變差，這就會(huì)出現(xiàn)靈敏度（放射劑量）與分辨率相矛盾的難題。

美國(guó)布朗大學(xué)博士、中科愛(ài)銳董事長(zhǎng)桑鈞晟說(shuō)，他們研發(fā)的新一代TFT傳感器芯片核心技術(shù)，則從技術(shù)原理上實(shí)現(xiàn)了新的突破，讓傳感器晶體管從“平房”變成了“樓房”，讓感應(yīng)面積得到提升；同時(shí)，用單顆晶體管實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)三顆晶體管才能實(shí)現(xiàn)的“有源像素”功能，即能夠高強(qiáng)度地放大信號(hào)。該技術(shù)應(yīng)用在X射線醫(yī)療影像設(shè)備上，既能解決醫(yī)生對(duì)高分辨率醫(yī)學(xué)影像的需求，又能降低輻射劑量，可謂一舉兩得。

醫(yī)學(xué)影像科的檢查項(xiàng)目包括X線檢查（各種拍片、造影、透視等）、CT檢查、核磁共振檢查。在X線和CT檢查中都會(huì)使用到X射線，輻射不可避免，不過(guò)這些輻射劑量通常在安全的范圍內(nèi)。雖說(shuō)如此，作為經(jīng)常與放射型設(shè)備打交道的醫(yī)生們，還是希望輻射劑量盡可能降低。 曾有研究指出，即便是原來(lái)被認(rèn)為是“安全”的輻射劑量，也會(huì)在小鼠體內(nèi)促進(jìn)癌變細(xì)胞生長(zhǎng)。但是，降低放射劑量往往會(huì)對(duì)影像的分辨率有所折損，那么，如何將高分辨率與低放射劑量融為一體，不再“此消彼長(zhǎng)”，讓“魚(yú)和熊掌兼得”？

測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，新一代TFT傳感器核心技術(shù)，性能已經(jīng)趕超同類傳感器技術(shù)，可以應(yīng)用到多種X射線醫(yī)療影像設(shè)備中，特別對(duì)于需要搭載具有高分辨率、低劑量和快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的大面積平板探測(cè)器的介入治療醫(yī)療影像設(shè)備，如DSA、C型臂和各類醫(yī)療機(jī)器人等，擁有獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

王凱指出，該技術(shù)對(duì)大眾的價(jià)值在于接受X射線類醫(yī)學(xué)影像檢查時(shí)，受到的放射劑量將可以比現(xiàn)在降低一半以上，應(yīng)用在高端醫(yī)療影像設(shè)備上將可以看到比現(xiàn)在更為清晰的影像，對(duì)組織結(jié)構(gòu)、圖像細(xì)節(jié)與邊界的辨識(shí)度更好?；谠摵诵募夹g(shù)研發(fā)的新一代傳感器芯片，首先會(huì)應(yīng)用于研發(fā)篩查乳腺癌的醫(yī)療影像部件及設(shè)備。

桑鈞晟透露，由我國(guó)自主研發(fā)即將面世的乳腺鉬靶設(shè)備以及骨科應(yīng)用設(shè)備，就使用了基于中科愛(ài)銳自主研發(fā)的新一代TFT傳感器芯片的平板探測(cè)器，其貫通了全產(chǎn)業(yè)鏈，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(shí)間和周期。

專家表示，現(xiàn)在X射線醫(yī)療影像設(shè)備已成為醫(yī)療服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，其中平板探測(cè)器屬于核心關(guān)鍵部件，直接關(guān)系到醫(yī)療影像設(shè)備的性能和質(zhì)量，其核心底層技術(shù)主要涉及傳感器芯片及信號(hào)處理等多方面。傳感器是信息社會(huì)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的核心關(guān)鍵部件之一，是重要的數(shù)據(jù)來(lái)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。

華南理工大學(xué)微電子學(xué)與固體電子學(xué)專業(yè)博士后胡云峰認(rèn)為，新一代TFT傳感器芯片面世后，或?qū)⒁疳t(yī)療器械行業(yè)的新一輪更新迭代。