來源：環(huán)球網(wǎng)

【環(huán)球網(wǎng)報道 記者 齊琛冏】當(dāng)全人類共同追求更精準(zhǔn)、更安全、更普惠的醫(yī)學(xué)影像未來時，中國智慧與中國技術(shù)正在尖端科技賽道上貢獻(xiàn)核心力量。4月9日至12日，素有全球醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)“風(fēng)向標(biāo)”之稱的第93屆中國國際醫(yī)療器械博覽會（CMEF）在上海舉辦。

在這場全球醫(yī)療科技的盛會上，先導(dǎo)醫(yī)療科技有限責(zé)任公司（“先導(dǎo)醫(yī)療科技”）攜新一代半導(dǎo)體“根技術(shù)”全系產(chǎn)品重磅亮相。無論是光子計數(shù)CT對元素級成分的定量探索，還是7.0T磁共振對腦科學(xué)邊界的拓展、CZTSPECT/CT對核醫(yī)學(xué)診療的重塑，這家依托強(qiáng)大半導(dǎo)體工業(yè)底座的中國企業(yè)，正用自主創(chuàng)新的“根技術(shù)”擊穿影像的物理壁壘，為醫(yī)療健康事業(yè)書寫中國企業(yè)的方案。

CZT探測器：賦予影像“分子之眼”

在先導(dǎo)醫(yī)療科技展臺上，一臺白色的CT設(shè)備是“明星”，吸引了中外嘉賓駐足了解。這是先導(dǎo)科技集團(tuán)正式發(fā)布的中國首臺完全自主知識產(chǎn)權(quán)的量子流光子計數(shù)CT（PCCT）系統(tǒng)——VITA Genesis。

設(shè)備一側(cè)的標(biāo)識牌上，“純血民族光子計數(shù)CT”的標(biāo)識十分醒目。何為“純血”？先導(dǎo)科技集團(tuán)副總裁、先導(dǎo)醫(yī)療科技董事長蘇小平向環(huán)球網(wǎng)記者介紹，該系統(tǒng)采用“中國核”——自研碲鋅鎘（CZT）晶體，“中國芯”——自研ASIC芯片，擁有“中國速”——超高速0.23秒掃描，實現(xiàn)“中國智”——智能體全流程診斷。

醫(yī)療設(shè)備的使命，并不是教醫(yī)生如何看病，而是為臨床提供更精準(zhǔn)的工具，為醫(yī)生點(diǎn)亮一盞看得更遠(yuǎn)的“燈”。如果說傳統(tǒng)的醫(yī)療影像設(shè)備是一臺精密的相機(jī)，那么半導(dǎo)體材料碲鋅鎘（CZT）就讓影像擁有了“分子之眼”。

“傳統(tǒng)CT探測器采用硫氧化釓陶瓷閃爍體材料，X射線需先轉(zhuǎn)換為可見光，再由可見光轉(zhuǎn)換為電信號，兩次轉(zhuǎn)換過程會損失大量細(xì)節(jié)，且轉(zhuǎn)換耗時較長，導(dǎo)致人體吸收的輻射劑量較高。而先導(dǎo)采用碲鋅鎘材料研制出的探測器，讓X射線光子直接轉(zhuǎn)換成電信號，省去兩次轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，探測速度快、轉(zhuǎn)換效率高，人體接受的輻射劑量大幅降低?！碧K小平介紹。

據(jù)蘇小平介紹，利用碲鋅鎘材料探測器的光子計數(shù)CT，其核心為全自主研發(fā)的碲鋅鎘量子流光子探測器，光子轉(zhuǎn)化效率高達(dá)99.7%，配合16種基物質(zhì)分離能力與高維能譜解析矩陣，在CT領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“解剖成像”向“功能顯影”的范式躍遷。該技術(shù)可精準(zhǔn)識別傳統(tǒng)CT難以分辨的微米級微鈣化灶，為癌癥早篩提供前所未有的靈敏度，真正讓“早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)”成為臨床現(xiàn)實。

在光子計數(shù)CT中，這意味著醫(yī)生能看清亞毫米級的血管壁細(xì)節(jié)，并像分析指紋一樣，區(qū)分碘、鈣、鐵等元素，為斑塊定性與鈣化評分提供多能譜定量信息?！癡ITA Genesis的誕生，意味著中國在下一代影像技術(shù)競賽中，已挺進(jìn)核心賽道?！碧K小平表示。

碲鋅鎘是三元化合物半導(dǎo)體，然而，晶體生長過程中存在諸多技術(shù)難點(diǎn)，其單晶生長成為典型的國際性難題。先導(dǎo)科技集團(tuán)通過自主開發(fā)的NVB晶體生長技術(shù)，實現(xiàn)了熔體振動穩(wěn)流、多溫區(qū)動態(tài)補(bǔ)償、富鎘補(bǔ)償?shù)瓤刂疲瑴p少了晶體生長擾動，目前已完全突破全單晶生長難題，實現(xiàn)碲鋅鎘單晶的批量生產(chǎn)。

在開發(fā)成功碲鋅鎘芯片的同時，先導(dǎo)科技集團(tuán)同步自研成功Quantum Matrix-V1000ASIC芯片，采用先進(jìn)的TSV工藝，將碲鋅鎘芯片和ASIC芯片（專用集成電路）直接鍵合，極大程度上提升了探測器的能量分辨率。同時，這種方式也解決了像素點(diǎn)微型化的難題，其像素可達(dá)到200微米。

如果說碲鋅鎘讓影像擁有“分子之眼”，那么在磁共振成像（MRI）中，碳化硅（SiC）就是駕馭極端磁場的“電子心臟”。

場強(qiáng)（T）越高，微小病灶的檢出能力與解剖細(xì)節(jié)的顯示精度就越強(qiáng)。高場強(qiáng)磁共振（尤其是3T以上），長期以來被業(yè)界視為醫(yī)療設(shè)備“皇冠上的明珠”，技術(shù)壁壘極高，過去一直是“GPS”（GE、飛利浦、西門子）三家巨頭壟斷的領(lǐng)地。

高場強(qiáng)磁共振（3T/7T）的挑戰(zhàn)，在于如何在極短時間內(nèi)完成強(qiáng)電流的精準(zhǔn)切換。傳統(tǒng)的硅基器件常受限于熱損耗，難以支撐極致的梯度性能。蘇小平介紹，碳化硅屬于第三代半導(dǎo)體，主要應(yīng)用于磁共振領(lǐng)域的梯度功率放大器?！拔覀円褜崿F(xiàn)3T至7T高場、超高場核磁共振核心部件——梯度功率放大器的自主研發(fā)。”

他進(jìn)一步解釋道，依托寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)，在先導(dǎo)自研的梯度放大器中，碳化硅器件實現(xiàn)了極低的開關(guān)損耗與納秒級響應(yīng)能力，顯著提升梯度系統(tǒng)的切換率與熱管理效率。這一硬核支撐，使先導(dǎo)的“少無液氦磁共振”在輸出極致磁場的同時保持系統(tǒng)冷靜，為梯度系統(tǒng)提供高能效、低發(fā)熱的“電子心臟”，讓掃描速度大幅提升，病灶在毫秒間顯形。

半導(dǎo)體底座：筑牢全產(chǎn)業(yè)鏈韌性

無論是CT的“眼”、MR的“心”，還是數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹吧窠?jīng)”，其底層邏輯都指向同一個源頭——半導(dǎo)體技術(shù)。

在蘇小平看來，半導(dǎo)體技術(shù)是醫(yī)療影像的“底座”。“半導(dǎo)體材料生長是我們的底層技術(shù)，這正是進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域的技術(shù)根基?！?/p>

他介紹，先導(dǎo)醫(yī)療科技是先導(dǎo)科技集團(tuán)的六大核心業(yè)務(wù)之一。先導(dǎo)科技集團(tuán)以稀散金屬起家，深耕稀散金屬及高端材料行業(yè)30余年，擁有國家稀散金屬工程技術(shù)研究中心、國家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心等身份。稀散金屬合成晶體是探測伽馬射線、紅外射線的核心材料。“公司在核醫(yī)學(xué)晶體領(lǐng)域深耕多年，核醫(yī)學(xué)SPECT等醫(yī)療影像設(shè)備中，探測器成本占比超50%，誰掌握了核心材料與技術(shù)，無疑就掌握了高端醫(yī)療影像設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈的核心競爭力?！碧K小平表示。

“純血”醫(yī)療影像設(shè)備背后，是一條完全自主可控的技術(shù)鏈條?！跋葘?dǎo)擁有從原材料提純，到晶體生長，再到芯片制備的全鏈條技術(shù)?！碧K小平總結(jié)道，晶體、晶圓加工、電路芯片三大核心環(huán)節(jié)，構(gòu)成光子計數(shù)CT的核心技術(shù)壁壘，也是先導(dǎo)科技集團(tuán)的核心護(hù)城河。

從時間維度看，先導(dǎo)科技集團(tuán)化合物半導(dǎo)體晶體生長技術(shù)處于全球領(lǐng)先水平，十幾年前就已啟動碲鋅鎘晶體研發(fā)，從碲、鋅、鎘三種元素提純開始，純度達(dá)到“7個9”級別，并攻克三種元素單晶生長這個全球頂級技術(shù)難題。

完成晶體生長后，需通過切磨拋、光刻、刻蝕等半導(dǎo)體芯片工藝加工為晶圓。先導(dǎo)科技集團(tuán)擁有全球最全的化合物半導(dǎo)體與硅基半導(dǎo)體產(chǎn)線，覆蓋4寸至12寸全規(guī)格，可自主完成晶圓加工。第三大核心技術(shù)為紅外探測器芯片，先導(dǎo)科技集團(tuán)旗下光智科技已實現(xiàn)該類芯片量產(chǎn)，依托紅外熱成像儀技術(shù)積累，完成光電轉(zhuǎn)換讀出電路芯片的自主設(shè)計與流片。先導(dǎo)科技集團(tuán)深厚的“半導(dǎo)體基因”，將技術(shù)價值轉(zhuǎn)化為貼合臨床需求的解決方案。

產(chǎn)業(yè)鏈自主可控：推動高端醫(yī)療普惠化

蘇小平分析，從市場維度看，中國是全球最大的醫(yī)療影像市場，占全球市場份額約30%。依托“健康中國2030”等相關(guān)戰(zhàn)略，高端醫(yī)療影像設(shè)備基層化、縣域醫(yī)療共同體覆蓋是核心趨勢。

然而，長期以來，我國高端醫(yī)療裝備市場被外資品牌壟斷，尤其是超聲等影像設(shè)備領(lǐng)域，進(jìn)口產(chǎn)品一度占據(jù)三甲醫(yī)院的主流份額。突破“卡脖子”技術(shù)，實現(xiàn)高端醫(yī)療裝備的自主可控，不僅是產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人民健康的需要，更是國家醫(yī)療安全的戰(zhàn)略需求。

“如果實現(xiàn)國產(chǎn)高端設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，那么就能降低設(shè)備采購成本，推動高端醫(yī)療設(shè)備普惠化，助力解決百姓看病難、看病貴問題?！碧K小平表示，醫(yī)療設(shè)備行業(yè)發(fā)展方向為國產(chǎn)化、高端化、普及化。先導(dǎo)科技集團(tuán)憑借全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，實現(xiàn)性能、質(zhì)量、成本全面可控，推動醫(yī)療行業(yè)健康發(fā)展。

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