第一节 产品技术发展现状
现今的核医学影像设备主要为g相机和PET两大类。由于平面g相机的发展没有明显的变化，数量明显减少。
1、PET产品的 研究 和进展
正因为PET扫描近十年来在临床诊断、放射治疗计划设计、外科手术方案的制定和肿瘤放化疗疗效的监测等诸多方面确立了应有的地位，致使医学家和医学物理学家投入了大量的热情致力于对PET不尽人意之处(例如:信噪比偏低、分辨率偏差、影像定位性能不理想、扫描速度较慢等)进行 研究 和改进，设法在仪器结构、元器件材料和图像处理软件等方面寻找解决的突破口，一些 研究 成果已由实验室 研究 进入商品化用于临床。
目前商品化PET从机型结构上看可分为:CPET，PET和PET-CT。CPET可称为简易PET，由于它大多数采用NaI(Tl)晶体，探测器的数量较少，因此系统分辨率和灵敏度都不如PET。但是它价格较低，并能满足基本临床诊断的要求，可以把它作为一种过渡性的正电子符合探测设备。
单独PET(不配备CT)分为固定式和车载式两种，固定式PET安装在医院、诊疗中心或PET中心，能与医用回旋加速器结合进行高质量的临床诊断，以及临床前基础 研究 。微型PET也属于固定式PET家族的一员，它也叫动物PET，主要用于临床前 研究 、药理实验等基础 研究 。它的特点是分辨率较高，目前微型PET的最高系统分辨率可达1mm。车载PET安装在大型载重车上便于移动，它适合数家中小型医院之间调配使用、资源共享、节约资金，它的占有率在欧美发达国家呈上升趋势。不同型号的PET的系统整体设计会有较大区别。特别是探测器的设计，由于使用的探测晶体不同，设计者用不同探测器结构组合(不同晶体厚度、晶体大小、晶体切割方式、光电倍增管数目等等)使PET的整体系统性能达到最佳理想状态。目前使用最多的晶体是:BGO、LSO、GSO，它们在性能特点上各有千秋，若从性价比来权衡，还是使用历史悠久的BGO最好。除了探测器结构组态的不同外，PET还有二维(2D)和三维(3D)采集方式的不同。2D采集时等效噪声计数率高，轴向视野内探测灵敏度均匀，重建后的图像定量 分析 精度较高，生物靶区定位准确性较好，但是采集的灵敏度远不如3D采集;3D采集时随机符合和散射符合计数较高，致使等效噪声计数率降低，此外轴向视野探测灵敏度的均匀性较差，但是3D采集的灵敏度很高。3D采集是PET的发展方向，只不过目前3D数据的重建、3D动态采集的重建和3D衰减校正尚未建立十分理想的(在精度和速度都能被临床认可的)数学模型。为此2D采集在PET图像定量 分析 、放射治疗生物靶区确定及非纯正正电子核素采集处理中具有重要的作用。
PET/CT是把PET和CT设计安装在同一机架上，PET进行功能影像扫描，CT进行解剖影像扫描后与PET图像同机融合，完成功能图像的定位和衰减校正。因为CT是2层、4层、6层、8层或16层的诊断CT，因此它可以单独使用进行临床诊断。PET/CT并不是PET与CT简单的结合，在系统特性和临床应用上具有其不同凡响的特点。
2、PET探测器的 研究 和进展
PET探测器的结构变化经历了几十年的探索与改进，从单环到多环、从六边形到圆形，每一种结构的改进都是为了满足不同要求，提高原有的性能指标(如:空间分辨率、灵敏度等)。发展到今天，用于临床的PET大多采用多晶体组合结构。这种结构的优点是，可以用较少的探测器得到较多的环数、较大的轴向视野和较高的空间分辨率。除了环结构改进和多元化外，对理想新晶体的探索和开发一直是PET 研究 的热门课题。早期PET探测器多数选用NaI(Tl)晶体，它的能量分辨率较高，价格便宜。随后的 研究 发现，BGO晶体密度大，探测效率高、稳定性好，逐渐得到广泛使用。近几年LSO、GSO等新的晶体材料获得广泛 研究 ，由于它们的某些物理参数优于BGO晶体而被采用，现在已进入商品化应用。近来由于采用大块切割晶体和整体探测计算定位等新技术，NaI(Tl)晶体又得以使用。医学物理学家孜孜不倦地寻找着能显著提高PET性能的晶体，可是至今尚未获得一种十全十美的材料。例如:氟化钡(BaF2)晶体的衰减常数极小(0.8ns)，但是它的发光波长却在紫外光段(200nm);氟化铯(CsF)晶体的衰减常数也较理想(4ns)，但是它的发光强度偏弱。其他类似情况还很多，不同的晶体有各自不同的优点和缺点。为此物理学家研制了复合晶体，使单种晶体的各自优点在复合后都能较好地发挥，取得理想的效果。如:LSO和NaI(Tl)复合后用于511keV正电子符合成像和140keV单光子发射成像;LYSO和GSO或LSO和BGO等组合的双层晶体联合应用在动物PET设备。由于复合晶体的成本较高，目前仅仅有一部分产品投入应用阶段，大部分产品尚未商品化。PET设备另一个重要的进展就是使用位置敏感的光电倍增管，PSPMT明显提高PET系统的灵敏度和分辨率。
多种新型探测器正在研发之中，半导体碲化镉锌(CZT)探测器就是十分有前途的一种。半导体探测器显著提高系统能量分辨率(通常达6%左右)，具有光电倍增管探测器无可比拟的高灵敏度，并且保持了高分辨率。它在同样放射性强度的情况下，可获得比一般探测器高数倍的计数率，因此保证了采集图像的质量。半导体探测器的稳定性和价格等问题逐步得到解决，小规模商品化已得到实现，平分甚至取代现役传统探测器的局面很快会到来。
现在处于 研究 阶段的新型探测器还有:时间投射电离室(Time Projection Chamber，TPC)和液体氙(Liquid Xenon，LXe)探测器等。TPC探测器是由微像素室(Micro Pixel Chamber，m-PIC)阵列组成气体室探测器，m-PIC的探测电极的间距只有400mm，可以对g射线精确定位;LXe探测器是以液氙电离室取代晶体，取得更理想的时间分辨和定位精度。它们共同特点是都具有很高的空间分辨率和时间分辨率，并且发光效率比NaI(Tl)晶体高一倍。这类全新的定位模式的探测器摆脱了机械准直，因此做到了保持高分辨率的同时仍然具有很高的灵敏度。随着众多科学家不懈的努力，有望在不久的将来高性能的探测器很快能投入SPECT、PET设备的临床使用。从发展的角度来看，半导体探测器将成为核医学设备发展的主流。
第二节 产品工艺特点或流程
西门子PET/CT产品工艺特点：
BiographSensation16是西门子公司于2003年首家创新性地研制出高档PET配备16排螺旋CT的一体化整合影像系统。它是将西门子全球最高档次、速度最快的PET机型Accel（LSO晶体）与西门子近年推出的性能卓越的亚秒级高档16排螺旋CTSensation16结合在一起，采用一次非创伤性诊断方法就可以得到完美的图像，不仅可以精确地显示机体的解剖结构，而且可以从分子水平展现机体器官及活体组织的功能变化情况。
西门子PET/CT产品称为Biograph系列，根据配置的CT层数不同，分为Biograph2，Biograph6，Biograph16。它不是简单的将PET和CT结合在一起的1+1=2的产品，它完全采用的一体化的整合设计理念，在机架内，CT和PET呈前后排列，二者机架孔径完全一致，使用同一张检查床，由一台工作站控制PET和CT的采集、重建和融合。它既可作为PET/CT使用进行功能/解剖成像，又可以分开独立使用，提供高分辨率的PET及CT图像。
下面将对Biograph系列的性能特点作详细说明：
1、速度最快的探测晶体——LSO(硅酸镥)
探测晶体的发展代表了PET/CT产品的发展，为了适应医学影像的发展，西门子投入上千万美金研发出了一种新型的探测晶体——LSO(硅酸镥)并获得专利，它具有密度高，强度大，不水解的优良物理特性，而且余辉时间短（40ns），相对光输出量高，被认为是目前综合性能最好的探测晶体，它在提高探测效率的同时大大缩短了患者的检查时间，开辟了全身显像仅要7分钟的新纪元！在2003第50届美国核医学年会上推出了LSO=fastPET的理念，并获得当年最佳图像奖！
LSO晶体的主要优势是快速扫描，LSOPET/CT全身扫描时间仅需7—15分钟，而传统BGOPET/CT全身扫描时间约需30分钟。LSOPET/CT的高病人流通量使得每日可做多至17例全身检查，明显提高医院的经济效益，加快设备的投资回报。另一方面，快速的全身扫描使病人受检时因身体位移造成图像质量受到影响的因素大大减少，因此明显提高了诊断的准确性。LSOPET/CT的快速扫描特别适合于VIP患者、危重患者、儿童患者等不适于长时间接受检查的病人。
LSO晶体在PET/CT上另一突出的应用是C11核素全身扫描。C11为短半衰期（约20分钟）核素，其标记的醋酸和乙酰胆碱对肿瘤其特异性优于常规PET显像剂FDG。在同等用药量情况下只有LSO晶体的快速PET/CT显像才能完成C11全身检查。拓展显像药物的使用种类不但能带动PET/CT的更好运作，同时选择更具有靶器官亲和力的核素能使医院的医疗水品、科研档次上一新台阶。
2、3D采集
与传统的二维(2D)采集相比，三维技术具有速度快、用药少、图像质量高的特点，西门子在PET领域25年的创新开发使其具有业内最领先的图像重建技术，3D采集和重建算法的应用更是将PET图像采集和重建时间缩短到以前难以想象的7分钟。这不仅对提高患者流通量，而且为减轻患者痛苦，降低移动造成的伪影具有极其重要的作用。
3、前后统一的大机架孔径——70cm
PET/CT的概念不仅仅是一种显像产品，如今，它已经介入了治疗的领域。以往都采用CT图像进行放射治疗计划的模拟定位，现在，有了PET/CT的融合图像，将大大提高对病灶的探测效率。所以为了能够让所有的放射治疗定位装置顺利通过检查孔径，对机架孔径的要求国际放射治疗协会规定至少要达到70cm，PET和CT的孔径一直是为了保证定位的精确性。
4、检查床设计——底座驱动单支点悬臂式
目前PET/CT的设计还存在PET与CT检查不在同一检查床位进行的问题。如果使用以往用在PET或CT上的床板驱动式检查床，由于PET和CT检查床板伸出的长度不一致，容易造成受力臂变化导致床板下沉不一致而影响对位精度。西门子独具匠心的检查床专利设计，采用底座驱动单支点悬臂式，这样由于床板的长度保持不变就不会产生上述的现象（见下图），并使得PET和CT的融合图像更加精确，从而保证放射治疗的效果。
5、Biograph中的CT
CT一直是西门子值得骄傲的拳头产品，PET/CT中配置的CT有2、6、16层三种档次。从硬件上，采用更先进的驱动方式，屏弃了陈旧的皮带驱动，无级变速，没有皮带与齿轮之间的摩擦阻碍，使高速稳定的旋转成为可能；提高探测器的X线敏感性和光电转换率并打破了效率极低的传统的固定等宽排列探测器排列方式，采用不等宽顺应排列探测器AAD，目前已成为高档螺旋CT的指标之一；计算机的同步升级......从软件上，满足立体等性像素，重建技术达到任意层厚重建,重建层厚与螺距不相关；提供高速重建速度；进行锥形线束重建；提供最低剂量的检查，提高人机对话的能力......,16层CT成为业内最快最先进的螺旋CT！
Biograph16拓展了以往普通PET/CT难以涉及的领域——高级的心脏显像，充分发挥了多层螺旋CT在心血管疾病的临床运用功能，其扫描速度的提高和各种后处理软件的应用，使无创血管造影成为常规。进行多层螺旋CT心脏检查无任何创伤和痛苦，同时与单层螺旋CT相比，得到更良好的冠脉成像，造影剂用量平均减少30%，大大降低了病人的检查费用，减少了预造影剂引起的不良反应，并有效预测冠心病发生，发现冠状动脉钙化是否狭窄，以及冠状动脉内有否斑块形成。
第三节 国内外技术未来发展趋势 分析
1、PET融合设备研发
随着PET/CT商业上的巨大成功和应用范围的迅速扩大,未来 行业 将促进PET与MRI融合设备的研发和技术发展，这一技术预计对脑部疾病的诊断和 研究 会有很大的帮助。此外,还将促进用于小动物 研究 的PET/CT和PET/MRI技术的发展。临床正在使用的SPECT/CT技术也可能因PET/CT的发展而受益。
随着核医学技术在临床诊断和生命科学 研究 中的广泛应用，以及基因组学、蛋白质组学和疾病基因组学的迅速发展，疾病的诊断正在从传统的疾病表征观察、常规的生化实验室检测，过渡到多种基因和分子水平的客观检测方法，其中从人体全身显像 分析 基因、蛋白质表达水平来认识疾病的病因，无疑是清醒、整体、无创、连续而且是微观 分析 无法取代的特异检测方法。PET融合设备的研发将有助于提供全新的预防、诊断和治疗手段。
2、图像重建的发展方向
PET图像重建方法分为通过三维脏器组织投影间接确定放射性核素分布的间接图像重建方法和直接确定放射性核素分布位置的飞行时间图像重建方法TOF(TimeOfFlight，TOF)两种。前者又分成滤波反投影和代数图像重建方法，目前使用的均为代数图像重建方法(迭代法)。
飞行时间图像重建方法和间接图像重建方法相比，它能够直接确定放射性核素(示踪剂)在脏器、组织中的分布，所以明显提高采集灵敏度和图像分辨率。PET的TOF技术和MR血管成像系统中的TOF技术有着根本的不同。在MR血管成像系统中的TOF技术并不存在符合窗的问题，但是对于以TOF技术为基础的PET系统，必须在一定的符合时间窗内确定放射性核素分布的位置和强度。而传统的PET仅仅是在符合时间窗内确定真符合是否发生以便获得脏器或组织结构的投影，所以TOF-PET和传统PET也具有本质的区别。由于TOF方法是在符合时间窗内直接确定湮灭符合发生的位置，所以TOF方法要求特殊的符合探测系统。因为TOF符合探测系统的时间分辨率直接影响系统重建图像的分辨率，所以这种重建技术需要全新的软硬件支持。要使PET达到通常临床扫描的分辨水平，其时间分辨必须缩短到100ps以内。非常遗憾的是虽然目前的PET技术已经在时间分辨上有了明显的改进，但是现阶段临床使用的PET系统仍只是PET技术发展的一个阶段，即使由晶体和二极管结合的实验型探测器构成的PET，最小的时间分辨只能接近500ps。有理由相信TOF图像重建方法是PET图像重建技术的发展方向。
第四节 概述
国外对于核医学影像设备（PET）的研发具有较久的历史，产品发展很快，品种较多。
外国核医学影像设备（PET）公司都具有一个完善的生产、销售和售后服务体系，而且有长远的发展战略。他们具有发挥公司内部技术力量的机制，而且拥有良好的运作体系，这些体系充分利用了其国内大专院校，甚至国外人力资源，协作 研究 新工艺、开发新产品、探索新路线、进行生产和科技创新。此外，还有政府出资和 行业 性共同 研究 的开发计划，这些表明国外核医学影像设备（PET）企业已经形成了一个完善的生产、 研究 创新的大型综合体。
外国核医学影像设备（PET）公司都千方百计使生产合理化，力求降低成本。生产中抓住影响产品质量和成本的关键因素来提高竞争力。外国公司将科技创新、开发有自主知识产权的产品作为可持续发展和保持竞争力的一个重要因素。外国公司在科研开发方面的投入是充分的。
第五节 亚洲地区主要国家市场概况
近年来，亚太地区（不包括日本）的经济增长比较快，成为全球经济增长的重点，而且随着欧美国家部分产业向该地区的转移，核医学影像设备（PET）产品的消费量大增。其消费量增长速度远远高于欧美，达到7%-9%，成为拉动全球核医学影像设备（PET）产业快速发展的动力。亚洲主要核医学影像设备（PET）生产国的生产能力和生产量在5年间有大幅增加。预计随着这些国家经济的持续快速发展和对于核医学影像设备（PET）产品认知度的提升，未来核医学影像设备（PET）的需求量将会大幅度增加，继续拉动全球核医学影像设备（PET）产业的健康发展。
日本是核医学影像设备（PET）的生产大国之一。日本在核医学影像设备（PET）方面起步较早，凭借日本国内先进的技术实力，核医学影像设备（PET）取得了长足进步。产品多用于出口东南亚、欧洲和美国。目前，日本在这一领域的地位依然重要，但由于国内市场需求下降，核医学影像设备（PET）工业产能过剩，从业人数大减。目前许多核医学影像设备（PET）制造公司纷纷向劳动力成本低的国家迁移，如中国及泰国、马来西亚、印度尼西亚、菲律宾等，并加快向国外的出口。
目前在我国销售核医学影像设备的主要外国公司只有3家，他们是飞利浦(Philips)公司、通用电气(GE)公司和西门子(Siemens)公司。他们分别先后并购了ADAC公司、 Marconi公司、Elsient公司、Sophy公司，保留并销售被并购公司原先的主打产品。这三家公司的产品各有所长，在产品软硬件功能方面你追我赶、不断更新。各公司在注意提高各自产品质量和性能的同时，注意到中国用户越来越注重售后服务，因此他们近年来在这方面不断改进，得到中国用户的认可。
第六节 欧洲地区主要国家市场概况
欧洲地区是最早使用核医学影像设备（PET）的地区，技术实力发达。欧洲的很多核医学影像设备（PET）企业大都已形成了超大规模、跨国经营的格局。
欧洲市场需求稳定，注重产品质量，并相对忠诚，欧洲市场特点包括1、需求稳定，注重产品质量：2、竞争激烈，商家必争之地；3、国家小而多，各有自己的市场特色。近几年来，欧洲的几家大公司产量也逐年上升，未来其绝对量和消费比例将均高于美国。
但是目前欧洲大多数核医学影像设备（PET）企业也面临巨大的竞争压力，在国际上落后于低成本的竞争对手，尤其是来自亚洲的制造商。欧洲核医学影像设备（PET）企业正在积极高新技术的运用，争取在高端领域占据更大份额。
第七节 美洲地区主要国家市场概况
北美市场主要集中在美国市场，像其它各 行业 一样，美国市场永远呈需求量巨大，价格竞争激烈，客户忠诚度偏低的市场。美国本土的核医学影像设备（PET）巨头占据了市场主角，令后来者难以望其项背。当然，近几年，随着亚洲核医学影像设备（PET）产品的进入，价格竞争得越来越厉害，导致所有大的品牌都拉低价格。为了占有更多的市场份额，很多大的公司采取横向收购以高速扩大销售渠道。
进入21世纪以来，以美国为首的发达国家和地区的经济增长速度明显放慢，核医学影像设备（PET）产品的消费增长速度也有所降低，但仍达到3%；2005-2010年年均增长率有望达到5%-7%。
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