2023-02-22
來源:器械之家
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2023-02-22
來源:器械之家,未經授權不得轉載
當前,隨著螺旋CT、多排螺旋CT的迭代更新,CT逐漸成為現代醫學必不可少的檢查手段,在許多疾病的診斷中都起著不可替代的作用。近年來,光子計數CT新興技術橫空出世,引領人類X光探測技術進入了全新的時代。
但從產品端來看,目前掌握光子計數CT的企業主要集中在歐美地區,盡管國內部分企業表示已經開始進行光子計數CT技術的研發,但與國外之相比仍有較大差距。
近日,碲鋅鎘(CdZnTe,CZT)輻射探測半導體生產商陜西迪泰克新材料有限公司(以下簡稱“迪泰克”)順利完成近億元B輪融資,為助力國產光子計數醫療設備的規?;彤a業化發展跨出了重要一步。
據悉,迪泰克本輪融資由中科創星領投,陜西金資、鐳融基金等跟投,融資資金將用于該公司持續提升核心技術,加速光子計數X射線探測器的性能優化及產能擴建。此前,迪泰克已先后獲得國家開發投資集團、中國同輻股份、陜西工業技改智能裝備基金等國有和市場化機構的投資。
01
迪泰克是全球極少數
掌握探測器級碲鋅鎘技術的企業
資料顯示,迪泰克成立于2012年,是西北工業大學科技成果轉化企業,該公司致力于新一代半導體X/γ射線探測器和工業/醫療影像技術,為用戶提供國產化射線探測與成像用核心部件產品和解決方案。
碲鋅鎘(CdZnTe,CZT)作為一種性能優異的室溫核輻射半導體探測器材料,具有很高的計數率、靈敏度、能量分辨率及空間分辨率,被認為是醫療領域X射線光子探測的最佳探測器材料,目前已被國際醫療器械巨頭鎖定為重點研發對象。
據悉,迪泰克是國際上極少數可以產業化生產、銷售探測器級CZT半導體材料、器件和成像模塊的企業之一,該公司擁有各類專利近百項,覆蓋了產品所有技術關鍵點。
憑借近30年的研發基礎及獨特的技術優勢,迪泰克自主研發了晶體生長技術、器件制備技術和包括專用讀出芯片在內的電子學技術,掌握了CZT晶體材料生長、器件制備及系統設計的全部核心技術和生產經驗,其研究成果曾于2013年獲得國家技術發明二等獎。2020年10月,迪泰克還發布了國內首個探測器級碲鋅鎘晶體國家標準。
目前,迪泰克推出了包括基于CZT材料的輻射劑量探測、能譜探測、帶電粒子探測、光子計數X射線及γ射線成像等不同用途的多種類型探測器、模塊、探頭和儀器儀表,產品在航空航天、核工業軍工、安檢及工業檢測、醫療影像等多個領域實現了廣泛應用。
值得強調的是,迪泰克研制的CZT探測器曾搭載于“實踐十號”衛星和“神舟十二”、“神舟十三”、“神舟十四”、“神舟十五”系列飛船多次升空。
目前迪泰克在探測與成像領域已經實現產品規模供應,且主要供應的是包括讀出電路在內的探測模塊和系統。此外,在更具戰略性的光子計數成像方面,該公司也實現了探測器的部分批量供應。
02
CT技術進入光子計數時代
探測器技術迭代
據悉,光子計數探測技術已被行業認為是下一代X射線成像技術的方向。作為直接X光轉換技術,該技術早已被應用在宇宙射線探測、加速器同步輻射檢測等高能物理領域。
而在醫學影像領域,經過近50年的發展,CT技術發展方向正在從傳統的掃描速度和排數(探測器寬度)向能量CT轉變。
2022年5月,由劉士遠主委和金征宇會長牽頭,中華醫學會放射學分會、中國醫師協會放射學醫師分會雙重背書的《能量CT臨床應用中國專家共識》發布,為能量CT技術在中國的臨床落地提供了重要的指導說明。
其中,作為基于探測器的能量成像CT技術,光子計數CT被行業視為是未來CT發展的趨勢。
與傳統探測器技術不同,光子計數技術采用高速專用集成電路將X光光子逐個計數,屬于直接成像技術,無需閃爍體進行X光到可見光的轉換,而是在介質層中將X光單光子直接轉化為電脈沖,沒有傳統間接探測器中的串擾問題,圖像空間分辨率和密度分辨率均得到大幅提升。該技術具有零暗噪聲、圖像灰階深度高、有超大動態范圍、成像所需輻射劑量低、且可以呈現多能譜圖像等諸多優勢。
業內認為,光子計數型X射線探測器的技術優勢完美地匹配了未來醫學影像設備的高性能需求,將在數字牙科、乳腺、CT、核醫學、分子影像學、超低輻射劑量介入影像等設備中大有用武之地。
03
迪泰克助力國產企業
實現光子計數材料CZT探測器自主可控
2021年11月,西門子醫療發布全球首臺光子計數CT NAEOTOM Alpha,憑借其創新性的探測器設計理念和革命性的探測器材料應用,開啟了放射診斷學的新時代,被譽為是CT近10年來最大技術進展,顛覆性提升了CT的性能。
據悉,西門子醫療的光子計數探測器中采用碲化鎘(CdTe)晶體,與CZT同屬直接光電轉換材料。從性能來看,CZT和CdTe的功能幾乎一致,其區別在于CZT擁有更高的禁帶寬度和電阻率,更有利于光子計數的性能表現。CZT最佳工作射線能量范圍幾乎覆蓋了所有醫療影像、安檢、無損檢測設備工作時的射線能量。
光子技術探測器原理示意圖
與傳統探測器相比,CZT對射線的探測靈敏度和能譜分辨率提升了一個數量級,可實現對微弱劑量射線的精確測量。CZT多能譜光子計數成像可以把X射線和γ射線的成像技術從“黑白成像”帶向“彩色成像”時代,是發展光子計數能譜CT等高端醫學影像設備的基礎。
從生產端來看,目前全球僅有eV products、Orbotech、Redlen三家企業掌握了探測器級CZT晶體材料和器件的大規模量產技術。其中,美國eV products的產品主要應用于軍工產品,被英國核儀器企業Kromek收購后已很少對外銷售CZT材料;以色列的Orbotech也在被GE醫療收購后停止了CZT晶體材料和器件的對外銷售;到了2021年,位于加拿大的CZT探測器生產商Redlen也被日本佳能全資收購。
至此,我國已經無法從國外市場獲得光子計數用CZT晶體材料與器件的穩定供貨。
但從產品研發需求來看,目前除西門子醫療外,GE醫療、飛利浦等企業已經開始了基于CZT探測器的SPECT、醫用CT、骨密度儀等醫學影像設備的研發計劃?;貧w到國內,聯影醫療、東軟醫療、明峰醫療、安科醫療等醫療設備生產企業也曾表示已經啟動了基于光子計數技術的醫學影像設備研發計劃。
因此,發展國產化CZT探測材料與器件是實現該領域技術自主可控的迫切要求。
已經在核軍工領域實現CZT探測器大規模量產的迪泰克,近年來開始布局可用于醫療及工業成像的光子計數X射線探測器的大規模國產化。據悉,其在SPECT及光子計數CT用CZT探測器模塊方面已具備充裕的基礎技術積累,并與國內外醫療影像設備生產巨頭企業合作開發基于CZT的新一代醫療成像設備。
業內認為,迪泰克團隊在核心技術上的成功突破,將助力我國醫療影像設備更新換代,推動國產醫療成像設備技術達到國際先進水平。
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統計數據顯示,我國醫療影像市場廣闊,未來仍有較大潛力。2019年我國CT市場規模約為117.6億元,2020年上升到172.7億元,預計2030年將達到290.5億元,年復合增長率達5.3%。CT探測器作為CT的核心部件之一,其2018年市場價值約為14.8億美元,預計2017至2024年復合增長率4.5%,2024年市值將達19億美元。
當前,光子計數CT的時代已揭開帷幕,未來其將與量子計算和元宇宙時代接軌,為人類醫療大數據貢獻精準的多維信息。而迪泰克在核心技術上的成功突破,將助力我國醫療影像設備更新迭代,推動國產醫療成像設備技術達到國際先進水平。
此次迪泰克成功完成B輪融資,在資本的助力下將為實現光子計數X射線探測器的大規模國產化又向前邁出了戰略一步。立足發展趨勢,未來該公司又會迎來怎樣的發展?器械之家將持續關注。
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