在醫(yī)療影像技術(shù)的前沿陣地,超聲探測(cè)器元件正在經(jīng)歷單晶代替陶瓷的技術(shù)革命。
“單晶中試已經(jīng)完成,預(yù)計(jì)今年6月實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)?!?月25日,寧波翌波光電科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“翌波光電”)總經(jīng)理?xiàng)罱ù焊嬖V科技日?qǐng)?bào)記者,“屆時(shí),我們將實(shí)現(xiàn)新一代超聲探測(cè)器關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化?!?/p>
晶體生產(chǎn)有新法
正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像設(shè)備(PET/CT)被稱為“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”,一次顯像可以獲得全身各方位的斷層圖像,幫助醫(yī)生發(fā)現(xiàn)早期病灶和診斷疾病。
“作為PET/CT探測(cè)器設(shè)備的兩種核心材料,鍺酸鉍晶體(BGO)和硅酸釔镥閃爍晶體(LYSO)在腫瘤、心腦血管疾病等早期病理診斷中起著重要作用?!睏罱ù赫f。
在晶體生產(chǎn)車間,記者看見了待切割的晶體?!斑@是BGO晶體的成品,它的折射率為2.1,接近于鉆石。如果把它加工成寶石,光線打上去會(huì)非常漂亮?!睏罱ù耗闷鹨粔K晶體展示道。
“讓晶體生長(zhǎng),首先要將原料配制混合均勻,燒結(jié)成多晶料,放置在晶體生長(zhǎng)爐中,長(zhǎng)成晶體胚。”楊建春說,“晶體胚是從上往下降著長(zhǎng),然后一層層結(jié)晶,一天生長(zhǎng)約12毫米?!?/p>
不同于傳統(tǒng)的提拉生長(zhǎng)技術(shù),翌波光電采用下降法生產(chǎn)晶體。“下降法的技術(shù)難度較高,要密切觀測(cè)各類參數(shù)。提拉法下,晶體的利用率只有70%,如果采用下降法,利用率可以提升至95%。同時(shí),晶體的品質(zhì)更加穩(wěn)定,能實(shí)現(xiàn)形狀的可控,切割利用率更高?!惫臼紫夹g(shù)官?gòu)埜H缃榻B。
在翌波光電的生長(zhǎng)爐里,不同晶體有不同的生長(zhǎng)環(huán)境?!?個(gè)生長(zhǎng)爐,可以讓12個(gè)晶體胚同時(shí)生長(zhǎng)。”張福如說,“如今,我們已實(shí)現(xiàn)晶體生長(zhǎng)技術(shù)與設(shè)備、晶體配方、探測(cè)器加工工藝全自主開發(fā)?!?/p>
材料研發(fā)路漫漫
“LYSO晶體因優(yōu)異的能量分辨率和較低的光衰減特性,被看作是提升PET/CT性能的關(guān)鍵。”楊建春告訴記者,“然而,這一材料的生產(chǎn)技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外企業(yè)壟斷?!?/p>
1999年,原在中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所工作的楊建春,創(chuàng)立翌波光電。作為寧波市甬江人才工程重點(diǎn)引進(jìn)高科技企業(yè),翌波光電致力于醫(yī)療影像探測(cè)器新材料的量產(chǎn)。
“我總希望積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)?zāi)転樾袠I(yè)作一點(diǎn)貢獻(xiàn)。”楊建春介紹,翌波光電團(tuán)隊(duì)開始了漫長(zhǎng)而艱難的研發(fā)之路。經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān),翌波光電成為國(guó)內(nèi)首批將LYSO晶體產(chǎn)業(yè)化的公司。2005年,該公司與國(guó)內(nèi)研究院合作,開發(fā)出國(guó)內(nèi)首批搭載LYSO晶體的PET/CT樣機(jī)。
千淘萬漉雖辛苦,吹盡狂沙始到金?!安牧项I(lǐng)域是一個(gè)苦行僧式的領(lǐng)域,要不斷去做去試,才有成功的希望?!睏罱ù罕硎?。
在高端醫(yī)療影像探測(cè)器材料領(lǐng)域已深耕近30年,翌波光電現(xiàn)已成長(zhǎng)為集晶體生長(zhǎng)、加工、探測(cè)器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力于一體的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。
張福如告訴記者,2020年,中國(guó)每百萬人PET/CT保有量?jī)H為0.61臺(tái),同期美國(guó)每百萬人PET/CT保有量約為5.73臺(tái)。“提高設(shè)備國(guó)產(chǎn)普及率的關(guān)鍵是降低成本,而降低成本的核心是材料創(chuàng)新?!?/p>
目前,翌波光電正和美國(guó)康奈爾大學(xué)威爾醫(yī)學(xué)院開展項(xiàng)目合作,設(shè)計(jì)生產(chǎn)出的探測(cè)器將用于阿爾茨海默病和腦腫瘤等大腦疾病的檢測(cè)。2024年起,公司開始探索人工智能技術(shù)在探測(cè)器領(lǐng)域的應(yīng)用,進(jìn)一步提升探測(cè)器圖像質(zhì)量。
楊建春和張福如有一個(gè)共同的心愿:盡快實(shí)現(xiàn)相關(guān)晶體量產(chǎn),讓醫(yī)療影像探測(cè)器的成本降下來,實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)普及率的提升。
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