正电子发射断层扫描仪(Positron emission tomography,简称PET)是一种高端医疗影像装备,能对癌症进行更早期、更灵敏、更准确地诊断和治疗。锗酸铋(Bi4Ge3O12,简称BGO)晶体作为PET的核心探测材料,是一种性价比极高的人工晶体材料,该晶体在全球范围内仅有少数几家高科技机构拥有生产能力,市场发展前景广阔。
从领先到领导
中国科学院上海硅酸盐研究所(以下简称硅酸盐研究所)是我国人工晶体学科的创建单位,也是全球最大的核医学用BGO闪烁晶体研制机构。上世纪80年代初,硅酸盐研究所采用全球首创的多坩埚下降生长装置和方法,为欧洲核子中心(CERN)建造的正负电子对撞机提供了12000根240mm长的BGO晶体,奠定了我国在无机闪烁晶体领域的国际领先地位。
经数十年的发展,硅酸盐研究所成为全球无机闪烁晶体研究与发展的中心,突破了高端医学影像设备(PET/CT)用高性能BGO晶体元器件批量制备和量产技术,实现了晶体的质量、尺寸和性能的跨越式发展。
填补标准空白
2018年,硅酸盐研究所根据PET核心探测材料的发展需求,结合自身的原创技术成果,制订了《正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体》(T/SAS 0003-2018)团体标准。据悉,T/SAS 0003-2018的核心指标远高于俄罗斯、美国、法国和乌克兰等国际知名的研究机构和龙头企业的指标,一经发布就成为国际国内的行业标杆和重大科学工程应用的对标标尺。
T/SAS 0003-2018填补了全球范围内该领域产品标准的研究空白,发布实施后,在应用、社会效益和经济效益等方面取得了一系列成果。
推动产业发展
T/SAS 0003-2018被国内外相关龙头和上下游企业采纳实施后,全球BGO闪烁晶体产品的质量和产量稳步提高,仅2019年BGO闪烁晶体生产企业的年产量就高达20t,在国际市场上树立了“上海标准”的优良品牌。
目前,T/SAS 0003-2018已经成为贸易公司签订影像设备国际贸易合同的主要依据。上海硅酸盐研究所也牢牢占据了国际市场领导者地位,成为全球BGO闪烁晶体的主要供应商,市场份额占全球锗酸铋晶体交易量的85%以上。
服务国家人民
近年来,硅酸盐研究所以上海市BGO质量提升标准化试点项目为抓手,积极建设上海人工晶体研发与转化功能型平台,牵头成立中国材料与试验团体标准(CSTM)光学晶体标准化技术委员会和工信部医疗器械材料生产应用示范平台,打造医疗器械高层次科技创新人才集聚地,推动我国高端医疗影像装备发展,满足人民不断增长的健康需求。
同时,基于T/SAS 0003-2018技术要求所生产的大尺寸高性能BGO晶体,持续创造并保持着世界纪录,成功应用于我国首颗空间暗物质探测卫星“悟空”号上,连续两次入选中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平的新年贺词。
新冠疫情期间,生产企业严格按照T/SAS 0003-2018的技术要求,积极组织产业链技术攻关,生产的PET/CT为抗疫前线提供了巨大的助力。