基于FPGA實現低成本、小體積PET系統

隨著醫療成像系統不斷追求更高的性能，傳統的模擬及分立器件越來越難以滿足系統設計的要求，而采用數字信號處理技術DSP、FPGA已成為了必然的選擇。好處顯然易見，無論是從系統的集成度還是成本、性能上來看，都給設計人員提供了一些新技術平臺。在這個平臺上，設計人員可以做一些創新性的技術和設備——便攜式超聲設備的發展，就是一個很好的例證。

DSP和FPGA器件已經在超聲、X光、CT、核磁等醫療設備中得到了廣泛的應用，在PET中也可以得到好的應用。PET是一個相對較新的成像技術，它在上世紀60、70年代開始出現，在上世紀90年代在臨床上得到了大規模的應用。這個設備目前仍然比較昂貴，在美國的購買價格達100美元到200萬美元。雖然它很貴，但是它在臨床中間仍然得到了非常廣泛的應用。因為其在癌癥診斷和治療方面具備其他方式無可替代的一些作用。據統計，美國現在有7500臺PET設備，而中國市場，據官方統計是300臺PET設備，所以中國的PET設備還存在非常大的市場空間。

過去，PET的很多電子系統環節都是靠模擬或者是分立器件實現的，在采用數字化技術之后，PET電子系統的絕大部分環節可以采用單片的FPGA來實現。張輝表示：“我們做醫學影像設備很多年，以前我們做FPGA喜歡自己寫代碼，所以我們當時算進度是以半年為單位算進度，這是一件非常痛苦的事情。我們現在用了這個工具，將開發周期縮短到以月為單位來安排進度，大大縮短了我們研發的周期。”

PET至今已有幾十年的歷史，發展到現在無論是在技術上還是在商業模式上已經有了一套成熟的模式。如何突破創新？張輝表示，PET設備的體積非常龐大，價格也非常昂貴，如何縮小它的體積以及壓縮成本是設計人員的著眼點。

“我們研發出世界上首款基于桌面的PET成像系統。”張輝表示，“為什么我們能把這個系統做得如此之小？有一個很重要的原因——我們在電子學這一塊采用了基于FPGA的高集成度解決方案，所以該PET設備的電子學系統非常簡單，就是一塊FPGA的板和一塊CPU的控制板。”

該系統雖然非常小，但在性能上沒有打絲毫折扣，它在性能上與傳統設備在各方面都具備一定可比性，在報價上也非常便宜。“這個設備在美國的報價是20萬美金，在中國可以做到20萬元人民幣。”張輝表示。

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