4月30日，國際核醫學頂刊《Journal of Nuclear Medicine》在線發布重磅成果：深圳灣實驗室彭旗宇團隊研制的頭戴隨動式PET系統，已完成系統性能測試、模體實驗和人體研究等多層次驗証，在國際上率先實現自由活動狀態下的人腦全腦分子顯像，為腦科學研究和重大腦疾病診療提供了開創性新工具。

JNM論文在線發表頁面

這一成果有望打破

高端腦成像設備長期依賴進口

傳統模式僵化的被動局面

為我國腦科學與核醫學裝備自主自強

寫下濃墨重彩的一筆

　　長期以來，高端醫學影像設備主要依賴進口。傳統大型固定式PET設備價格高昂，單台造價數千萬元，部署條件苛刻。患者必須固定臥位掃描，稍一動就影響成像質量。癲癇患者控制不住的抖動、阿爾茨海默病老人不耐久臥、兒童難以配合——大量患者無法順利完成檢查。更關鍵的是，靜態成像抓不到清醒活動時的真實腦功能信號，長期制約腦科學研究。

　　“沖著人類重大疾病，必須干”

　　“我回國就是要攻克關鍵核心技術，解決真問題。”2022年初，深圳灣實驗室生物醫學工程研究所副所長彭旗宇在美國工作近20年后毅然回國，從零組建團隊，立志做出全球領先、老百姓用得起的中國人自己的腦PET。他指出，心腦血管疾病佔我國因病死亡原因的45%，阿爾茨海默病、帕金森病、癲癇等重大腦疾病拖垮無數家庭。

　　這類疾病早期隱蔽，早干預、早治療是關鍵。以Aβ、Tau和葡萄糖代謝等分子影像為代表的腦PET技術，能在臨床症狀出現前發現阿爾茨海默病相關病理或代謝異常，部分研究提示可能早於明顯臨床症狀10至15年。但傳統高端腦PET價格高、使用條件苛刻，難以普及。“我們的目標，是把高端設備從奢侈品變成公共衛生工具，讓所有人都用得起。”彭旗宇說。

　　在腦科學與腦機接口領域，現有技術存在明顯短板：腦機接口多基於腦電信號解析，對信號源頭、空間定位、大腦真實生理狀態說不清楚﹔大腦可塑性變化及長期應用風險不明確﹔傳統靜態腦PET無法滿足人類真實活動狀態的研究需求。彭旗宇團隊從零起步攻堅，正是對這一科研導向的生動踐行。

　　從零起步，啃下最核心的“硬骨頭”

　　“探測器是整個系統最核心、最關鍵的器件，其結構設計、讀出電子學、系統集成和關鍵算法均由團隊自主研發。”助理研究員張義彬介紹。團隊不照搬國外技術，從材料、結構到電子電路全部從零設計、從頭研發，徹底規避知識產權風險。該研究第一作者博士生劉涵坦言，這是她第一次做這麼復雜的系統，難度遠超預期。她坦言：“腦部儀器接口密、體積小、精度要求高，戴在頭上還要穩、運動不能移位。”團隊一次次改結構、一遍遍調參數，經過無數次試驗，終於啃下這塊硬骨頭。

　　團隊剛組建時一窮二白，缺人才、缺場地、缺資質、缺經費。大家不等不靠，招聘和培養機械、電子、算法、臨床等多學科年輕人，從探測器實驗、機械加工到電路焊接、整機測試、算法研發、軟件開發，全部自己設計、加工、組裝、調試。四年磨一劍，實現從0到1的突破。

深圳灣實驗室

　　全球首創，補上腦機接口關鍵短板

　　歷經近4年攻關，團隊成功研制出首款可在自由活動狀態下完成人體全腦PET成像驗証的頭戴隨動式系統。該系統採用環形頭戴結構，整機重約6公斤，支持受試者在坐姿、站立、頭部自然運動及輕度活動等狀態下進行腦PET成像，在全球率先突破了傳統固定臥位PET設備對人體姿態和行為狀態的限制。

坐位掃描、背包式支撐及自然坐姿使用場景。圖片來源：Journal of Nuclear Medicine / Liu et al.

　　實測數據顯示，系統空間分辨率、靈敏度、飛行時間分辨率等核心指標達到國際先進水平，在癲癇患者對照研究中，系統獲得了清晰的腦部代謝圖像，主要腦區結構顯示良好。圖像質量在對照研究中，媲美臨床主流進口高端PET/CT 設備，打破國產設備精度不足的偏見。

　　更具裡程碑意義的是，這套系統補上了腦機接口領域關鍵短板。它能在清醒、任務、自然活動狀態下直接觀測全腦代謝與分子功能，為腦機接口提供精准生理標定和長期安全評估，突破傳統腦電信號解析局限，為腦科學研究開辟全新路徑。

　　成果落地，從實驗室走向臨床一線

　　技術取得突破后，團隊緊扣臨床需求，依托本土創新生態快速打通從研發到應用的“最后一公裡”。

　　彭旗宇坦言，項目推進之所以高效順暢，得益於深圳灣實驗室的科研支撐和光明科學城的全鏈條創新環境。這裡集聚了頂尖醫學平台與高端人才，從基礎研究、技術攻關到臨床對接、成果轉化無縫銜接，為高端醫療裝備研發提供了豐厚沃土。2023年，依托這一獨特優勢，團隊與中山大學附屬第七醫院共建核分子影像中心。醫院提供核素藥物、臨床場景和倫理流程支持，實驗室負責設備研發、技術調試、成像驗証和數據分析，形成“研發-測試-臨床研究”的完整協同閉環。團隊已研發多套先進PET設備，覆蓋腦部、心臟、全身、小動物等場景，部分已用於科學和臨床研究驗証。

AMIL-SZBL 團隊研發的部分PET設備模型照片。圖片來源：深圳灣實驗室彭旗宇團隊網頁

　　助理研究員張義彬介紹，這套國產原創設備成本大幅下降、體積小巧。隨著后續工程優化、臨床驗証和注冊轉化推進，未來有望顯著降低腦PET部署門檻，為基層醫療、社區篩查和全球中低收入地區腦健康服務提供新可能，真正讓高端腦成像走進基層、惠及普通百姓。彭旗宇表示，未來3至5年，團隊將持續優化系統、擴大臨床驗証，讓中國原創技術惠及全球患者。

　　“我非常喜歡光明的科創環境。”彭旗宇說，光明科學城開放務實、鼓勵做真正有價值的原創研究。七年建設，這裡從藍圖變為創新高地，是他扎根奮斗、實現理想的地方。他希望與光明科學城共成長、共建設，當好國家基礎研究、原始創新的參與者、貢獻者，持續攻克硬核技術，為人類健康事業貢獻中國力量。

　　內容來源：寶安日報

　　記者：林彥君