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题名应用专用全数字PET创新系统
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作者
李鑫宇
刘煜
程冉
谢庆国
肖鹏
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机构
华中科技大学生物医学工程系
华中科技大学人工智能与自动化学院
武汉光电国家研究中心
中国科学技术大学电子工程与信息科学系
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出处
《CT理论与应用研究（中英文）》
2024年第4期448-458,共11页
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基金
国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(面向清醒活动目标的双动态成像小动物PET仪器(62027808))。
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文摘
基于多电压阈值方法的全数字正电子发射断层成像(PET)技术以“全数字”和“精确采样”为两个本质特点,实现软硬件解耦、系统“乐高”化搭建,打破了传统PET系统架构固定的限制,为更多创新应用的开展提供了可能。本文介绍了近年来应用专用型全数字PET系统的研究进展,阐述其在质子治疗监测、脑科学临床与基础研究、植物代谢研究等领域中的应用及其优势。面对前沿应用对PET成像系统提出的更高要求,进一步探讨全数字PET技术的发展趋势。
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关键词
全数字pet
多电压阈值
软硬件解耦
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Keywords
all-digital pet
Multi-Voltage Threshold
hardware and software decoupling
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
R817.4
[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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题名全数字PET产业生态
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作者
张博
邱奥
夏源
肖鹏
谢庆国
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机构
华中科技大学生物医学工程系
合肥锐世数字科技有限公司
武汉光电国家研究中心
中国科学技术大学电子工程与信息科学系
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出处
《CT理论与应用研究（中英文）》
2024年第4期459-470,共12页
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基金
国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(质子束在生物组织内的能量输运装置(61927801))。
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文摘
从多电压阈值(MVT)采样方法逐步演化发展出来的数字正电子发射断层成像(PET)创新技术体系,带动了包括关键材料、核心器件、电子学、智能算法和行业标准等在内的多个领域的发展,形成以硬件模块化、软件智能化为特征的PET产业新生态。2010年全球首台基于MVT方法的全数字PET科学仪器成功研制,并展现出明显的空间分辨率优势。借助探测器模块化的特点,又陆续研制出面向小动物、大动物、灵长类动物和植物的不同孔径、不同视野(FOV)、不同几何架构的全数字PET科学仪器,并投入各项科研应用。2015年,全球首台用于人体扫描的全数字PET医疗器械样机研制成功。在随后7年里,多款临床全数字PET产品陆续完成研制,并投入市场。这些全数字PET产品打破过去面向全身扫描的常规固定式系统架构,采用模块化、数字化探测器,构建了部位专用PET、嵌入式PET、穿戴式PET、质子PET等多种医疗器械,帮助推动PET应用从肿瘤诊断快速拓展至神经系统疾病诊断、心血管疾病诊断、免疫治疗、质子治疗等精准诊疗新领域。全数字PET生态的蓬勃发展也带来了产业分工的革新,新型的闪烁晶体材料、新型硅光电倍增器、以及模块化PET探测器正在独立快速的发展,形成各自的标准化部件或接口,上下游技术同步提升促进了PET全产业链和创新链的发展。随着全数字PET技术的迅猛发展,多种技术路线相继被提出,也对相关的产品标准与技术规范的适应性提出新的需求,PET数字化技术要求、数字PET医疗器械注册指导原则等监管体系也进一步得到更新和发展。本文回顾20余年全数字PET在科学仪器、医疗器械、产业链和监管科学方面的动态进展,并对数字PET未来生态发展做出展望。
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关键词
全数字pet
多电压阈值
医疗器械
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Keywords
all-digital pet
Multi-Voltage Threshold
medical device
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分类号
R812
[医药卫生—放射医学]
TP391.41
[医药卫生—临床医学]
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题名基于PnI的全数字PET成像软件
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作者
李曦蒙
谢庆国
万琳
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机构
武汉光电国家研究中心
华中科技大学生物医学工程系
华中科技大学软件学院
中国科学技术大学电子工程与信息科学系
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出处
《CT理论与应用研究（中英文）》
2024年第4期433-447,共15页
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基金
国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(质子束在生物组织内的能量输运观测装置(61927801))。
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文摘
传统正电子发射断层成像(PET)系统采用模拟电路对信号进行处理,通过符合电路实现符合事件甄别,软件算法多集中于处理投影数据和图像数据,损失了生成图像前的大量信息,算法可扩展性相对较差。全数字PET系统利用精确采样和全数字处理带来硬件极简化和软件极大化的设计理念,将更多操作交由软件算法完成,具有过程数据完整、算法丰富且替换优化方便的特点。把探测器和算法当作“积木”,即插即成像(PnI)平台构建成像协议层、成像算法层和成像设备层,实现了成像过程定义、成像算法扩展和多种设备定义,从而支持动物、临床和各种应用专用型全数字PET系统的搭建。而且,全数字PET配合PnI平台可以将信息挖掘的入口从图像层面提前到闪烁脉冲数据层面,支持更多算法的灵活接入。基于以上背景,本文综述PnI即插即成像软件的研究进展,具体说明全数字PET系统结构、成像过程、软件架构以及应用案例,旨在提高科学家搭建数字PET科研仪器的灵活性,为开发快速高效搭建不同PET系统与软件算法提供参考。
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关键词
正电子发射断层成像
全数字pet系统
即插即成像平台
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Keywords
positron emission tomography
all-digital pet system
plug and Imaging platform
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分类号
TP391.41
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
O242
[自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
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