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国家标准计划《正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体》由 TC461(全国人工晶体标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会

主要起草单位 中国科学院上海硅酸盐研究所上海硅酸盐研究所中试基地

目录

基础信息

计划号
20184214-T-609
制修订
制定
项目周期
12个月
下达日期
2018-12-29
申报日期
2017-09-07
公示开始日期
2018-07-26
公示截止日期
2018-08-10
标准类别
产品
国际标准分类号
07.030
07 数学、自然科学
07.030 物理学、化学
归口单位
全国人工晶体标准化技术委员会
执行单位
全国人工晶体标准化技术委员会
主管部门
中国建筑材料联合会

起草单位

目的意义

锗酸铋(Bi4Ge3O12)晶体,简称BGO晶体,是一种人工合成晶体材料。

BGO晶体是一种综合性能优异的无机闪烁晶体,广泛应用于核医学、高能物理、核物理、天体物理、环境监测、地质勘探和石油测井等辐射探测领域,是全球用量最大的无机闪烁晶体之一。

正电子发射断层扫描技术(Positron emission tomography,简称PET)是一种高端分子医学影像技术。

PET 技术既是医学也是研究的工具,被称为“活体生化成像”,是当今世界最为先进的核医学显像技术,能更早期、灵敏、准确地诊断和指导治疗多种疾病,已成为肿瘤、心、脑疾病诊断的不可或缺的重要方法。

利用PET技术的医疗设备有PET仪和PET/CT仪,PET/CT仪是带有X射线计算机扫描(X-ray Tomography,X-CT)功能的PET仪,应用更为普遍。

作为一种综合性能优异的无机闪烁晶体,BGO晶体可将入射的γ光子脉冲转换为光脉冲信号,从而实现的γ光子能量、方向和剂量的精确测量,是PET仪最核心和关键的辐射探测材料。

近些年,随着人们对自身健康问题和疾病治疗需求的提升,PET仪应用日益广泛,对核心探测材料BGO晶体的需求更为迫切,全球PET仪用BGO晶体量可达400-500万立方厘米/年。

标准起草单位是全球最大的核医学用BGO晶体研制机构/公司,占据全球85%以上的PET用BGO晶体市场份额,对BGO晶体的研究始于上世纪70年度末。

标准起草单位采用独创的坩埚下降生长装置和方法,为欧洲核子研究中心LEP-3实验提供了12000根240mm长的BGO晶体,奠定了我国在国际无机闪烁晶体领域的国际地位。

当BGO晶体在PET仪商业化应用取得突破后,面对国际竞争对手在BGO晶体质量、尺寸、性能及产能等方面的较大优势,标准起草单位科技人员对晶体生长方法、设备和工艺技术进行了全面革新,成功实现核医学成像用高质量、大尺寸BGO晶体低成本的制备和批量化生产,满足了高端影像设备PET和PET/CT对高性能BGO晶体及元器件的需求。

项目起草单位逐步成为美国通用电气医疗(GEHC)、德国现西门子医疗(CTI)、日本岛津(SHIMADZU)和日本滨松(Hamamatsu)等国际医疗设备厂商PET或PET/CT设备的主要供应商。

随着国内人民对健康意识的提高,国内自主研制的PET/CT设备取得巨大进展,市场应用已逐步成熟,包括东软医疗、大基康明医疗、民峰医疗、锐视康医疗和联影医疗等在内的国内医疗设备厂商纷纷推出自主知识产权的PET/CT设备,标准起草单位为这些高端影像设备批量提供了数百万立方厘米的高性能BGO晶体,满足了对BGO闪烁晶体日益增加的市场需求,助力国内高端医学影像设备取得跨越式发展。

近期,“正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体”是国家、中科院、上海市规划或者政策重点支持立项项目,属于我国自主研发的先进材料,获得了国家自然科学基金(Y79GJ11101)、中科院空间科学战略性科技先导专项(XDA04071000)和上海市标准化专项资金推进项目(S17-02-050)等多项科研课题/项目的支持。

在2013年发布的《新材料产业标准化工作三年行动计划》中提出重点研制闪烁晶体产品标准,并明确将BGO闪烁晶体列入拟立项新型无机非技术材料重点标准研制计划(第26页, 第312条闪烁晶体);在质检总局 国家标准委 工业和信息化部联合发布的《装备制造业标准化和质量提升规划》中提出开展新材料标准体系规划、重点新材料标准应用示范等工作(第22页,第(九)条),并在高性能医疗设备器械(第22页,第(十)条)中提出实现关键产品的标准化。

作为PET系统最为核心的辐射探测材料,BGO晶体的质量、性能、一致性和稳定性等特性对PET或PET/CT仪整机的系统稳定性和图像质量有决定性影响。

目前,虽然BGO晶体的应用范围广泛,产业化规模很大,应用需求量也很大,但目前国内外还没有与“正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体”相关的国家标准及行业标准,仅有产品生产单位与产品使用单位商定的技术规范作为生产、检验的依据。

以国内外高端影像设备的现实需求为应用背景,制定用于正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体材料的国家标准,有利于应用需求和制备技术相互融合,为进一步改进BGO晶体的质量提升提供强有力的技术支撑,有助于国内BGO晶体材料研发单位更深入了解核医学领域探测器的应用需求,提升我国自主产权先进材料的研发水平;有助于促进BGO晶体产品的产业化研究工作,提高产品的市场竞争力,推动BGO闪烁晶体探测器系列产品在核医学等领域的广泛应用和发展。

范围和主要技术内容

本规范规定了锗酸铋闪烁晶体的外观质量、光学透过率、相对光输出和能量分辨率等技术要求、质量保证规定和交货准备。适用于制备正电子发射断层扫描仪用锗酸铋闪烁晶体材料。

国家级科研专项支撑

国家自然科学基金青年基金项目:高质量大尺寸(截面面积大于24000mm2)锗酸铋晶体生长界面结构及缺陷机理研究(Y79GJ11101)