北京訊 5月9日，記者從清華獲悉：單光子發射斷層成像(SPECT)技術作爲臨牀四大醫學影像手段之一——核醫學影像的重要組成部分，廣泛應用於腫瘤、心血管、內分泌等重大疾病診斷中，也是惡性腫瘤的一體化核素診療手段中的關鍵監測方法。SPECT是特色的功能和分子影像技術，有極高（納摩爾/升）的生物學靈敏度。

SPECT技術自問世以來，其落後的空間分辨率和探測效率（臨牀SPECT的分辨率一般爲1cm，探測效率爲0.01%）嚴重製約其影像學診斷價值和臨牀應用範圍。其中，由鉛、鎢等重金屬製成的機械吸收式準直器既是SPECT成像必不可少的成像部件，也因其吸收了99.9%以上的光子，使得分辨率和探測效率性能互相制約，是SPECT性能提升的關鍵瓶頸。

近期發表在《IEEE醫學成像彙刊》(IEEE Transactions on Medical Imaging)上的一項最新研究中，清華大學工物系和北京清華長庚醫院聯合團隊以“採用多層交錯馬賽克探測器的自準直SPECT”(Self-collimating SPECT with multi-layer interspaced mosaic detectors)爲題，提出了“用探測器做準直器”的自準直SPECT成像原始創新思想。

這一思想是SPECT準直基本機理層面的新突破。通過將探測器在三維空間中分離排列形成稀疏陣列，既實現了高空間分辨率準直效果，又避免了光子損失，達到高探測效率，從根本上避免了機械吸收準直造成的空間分辨率和探測效率間的相互制約。研究團隊針對人腦成像和小動物成像的模擬實驗結果表明：自準直人腦SPECT能夠達到0.5mm分辨率和3.88%探測效率；自準直小動物SPECT能夠達到0.05mm分辨率和1.25%探測效率。原型成像裝置實驗結果爲：對邊緣間距＜0.1mm（直徑=中心距=0.3mm）的點源陣列，在總活度0.32mCi，成像時間≥15分鐘條件下能夠清晰分辨。

論文匿名評審人一致對論文工作給予了高度評價。該工作在人類重大疾病診療、生物學和醫學基礎機理研究、新藥物開發和臨牀前驗證等方面有着廣泛的應用前景。目前，聯合研究團隊已開始着手進行極高分辨率小動物SPECT系統和人體SPECT成像系統研發。

自準直SPECT成像原理

工物繫馬天予副教授爲論文的共同第一作者和共同通訊作者，劉亞強研究員和北京清華長庚醫院何作祥教授爲論文共同通訊作者，北京科技大學魏清陽副教授爲論文的共同第一作者，美國紐約州立布法羅大學的姚如濤(Rutao Yao)教授對研究方案設計作出了重要貢獻。本工作得到國家自然科學基金、清華大學自主科研計劃及“雙一流”學科建設項目的大力支持。（工物宣）