高端医疗装备首款“中国芯”问世

记者 唐闻佳

联影集团昨天在2021中国国际医疗器械博览会（CMEF）上发布首款高端医学影像专用“中国芯”。当前，“中国芯”已搭载于联影全新一代PET-CT设备。

有了“中国芯”的强力驱动，“捕癌利器”PET-CT系统性能首次突破200皮秒技术“拐点”，实现了业界最高时间分辨率190皮秒级，有助于显著提升PET-CT图像质量，为重疾早诊、早筛掀开崭新一页。

“中国芯”的问世，填补了我国在高端医学影像设备自研专用芯片领域的空白，并在关键技术指标上实现了国际领先，标志着我国国产高端医疗装备行业已构建起“整机系统—核心部件—底层元器件”全链自主可控的垂直创新体系，为产业突围提供了坚实的技术保障。

一块芯片集成以往16块芯片功能

作为核心技术中的核心，医疗芯片是设备系统性能实现跃升的关键源头技术，一直以来是我国高端医疗装备行业亟需攻克的技术堡垒，也是行业的“塔尖之争”。随着全球晶圆产能持续紧张，芯片价格不断上涨，实现医疗芯片自主研发，更是成为确保产业链安全、促进产业升级发展的燃眉之急。

2019年，联影集团成立上海联影微电子科技有限公司，攻坚全线高端医疗设备定制化芯片的设计研发。历时两年半，首款芯片研发成功并投入量产。

据联影微电子首席执行官刘悦介绍，芯片代表了人类制造最精密的工艺，研发难度极高。以这款PET-CT专用芯片为例，需要在指甲盖大的芯片上集成近十亿只晶体管，以每秒上百万次的速度对微弱电信号进行采样、放大，并将电信号转化为计算机可处理的数字信号。通常，一块医疗芯片从设计到诞生需要近百人的研发团队耗时5年以上。为此，联影建立了一支具有丰富芯片设计研发经验的人才团队，90%以上为硕士、博士。同时，得益于联影医疗实现了PET-CT整机的自主研发，整机与芯片两支团队形成无缝高效合作，此为得天独厚的优势。

刘悦介绍，这款芯片蕴含着一系列技术创新，包括实现了在一块芯片上集成了智能校正、温控监测、数据传输、能量与时间测定等以往16块芯片才有的功能，确保可以捕捉并甄别最微弱的信号并降低干扰。

“我们还实现了业界最密采样通道，并将单位时间内单个通道信号处理能力提升到业界前所未有的10兆级，相较基于传统通用芯片设计的电路处理能力提升了10倍。”刘悦称，正是有了算力加持，可以保障系统在极宽的示踪剂剂量范围内能够精确、有效地检测到人体发出的辐射事例。

赋能重疾早筛早诊，助力精准诊断

芯片性能的提升带来了设备性能跨越式升级，并最终惠及临床患者。

据介绍，集成了这一芯片的PET-CT首次达到行业最佳TOF时间分辨率——190皮秒级。

“TOF时间分辨率是衡量PET-CT关键性能指标，也是业界长期以来追求突破的核心技术方向。简单说，TOF数值越小，定位越精准，图像质量越高。并且，芯片带来的性能指标和集成度的提升，还有助于全方位优化设备的性能。”上海联影医疗科技股份有限公司分子影像事业部总裁王超介绍，1皮秒相当于一万亿分之一秒，在“中国芯”的强力驱动下，PET-CT系统性能首次突破200皮秒技术的“拐点”，使系统的综合性能有了飞跃式提升，从而大幅改善临床图像的清晰度、对比度和定量准确性。

图像质量的提升，将直接助力医生实现更精准诊断。例如，医生可以发现更早期原位癌，更早为患者提供诊断治疗；在精微的脑部影像上，更高清的图像有助于更早期发现阿尔兹海默症、帕金森症等神经退行性疾病。不仅如此，系统还可更精准地评估PD-1、靶向药以及化疗等不同肿瘤治疗手段的效果，推动癌症个性化精准治疗。

此外，实现190皮秒级的跨越，还可缩短患者扫描时间，降低患者辐射剂量，让患者扫描更高效安全。

与产业上下游协同攻坚，培育医疗芯片产业链

除了分子影像专用芯片，联影集团还在研发全线医学影像设备的专用芯片，并与产业上下游协同攻坚，从无到有培育出一条贯穿“设计—制造—封装—测试”全流程的医疗芯片产业链。

“芯片是信息化时代的科技制高点，是驱动高端医疗装备智能升级的关键。目前，联影微电子还在全力攻关医疗人工智能芯片、智能可穿戴医疗芯片，为进一步赋能大健康产业发展，助力关键技术与产业链自主可控贡献力量。”刘悦说。

今年正是联影成立十年。联影集团董事长薛敏表示，随着首款“中国芯”诞生，联影正式建成了从整机系统到核心部件、再到底层元器件的全链条垂直创新体系。在创新链自主可控的基础上，联影将继续深化与政产学研医各界力量融合创新，推动国产高端医疗装备全产业链自主可控、临床与科研大设施自主可控、重大医学攻关与创新能力自主可控，积极助力“健康中国”建设。