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这有嫦娥四号登陆月背的开路先锋,还有 30 秒全身显像世界首台全景动态 PET-CT

上观新闻 09-18

这里有嫦娥四号登陆月球背面的 " 开路先锋 ",还有 30 秒全身显像的世界首台全景动态 PET-CT

看上去貌不惊人的两个金属装置,却是嫦娥四号在月球背面留下人类探测器第一道印迹的 " 开路先锋 ";世界首台全景动态 PET-CT 最快可以实现全身 30 秒显像,比传统的 PET 设备节约了 40 倍时间。解放日报 · 上观新闻记者今天在中国国际工业博览会中科院展区,得以一睹 " 月背软着陆激光导航避障敏感器 " 和 " 新一代全景动态 PET-CT" 展品风采,它们分别荣获了 " 中国国际工业博览会大奖 "。

嫦娥四号的 " 开路先锋 "

在月球背面实现软着陆是一道世界性难题,只有先安全着落,才有可能开展探测任务。中科院上海技术物理研究所研制的 " 月背软着陆激光导航避障敏感器 ",是国际上首次投入月背区域软着陆任务的高精度实时导航与三维避障载荷,由激光测距敏感器和激光三维成像敏感器组成。

" 形象地说,嫦娥四号以测距敏感器为导航仪,在距离月球 100 米悬停时,再由三维成像敏感器探测地形,寻找最合适的落月点。" 载荷研发团队主要负责人、上海技术物理研究所研究员何志平介绍,他们在国际上首次成功将激光技术应用于地外行星软着陆,也摆脱了光照条件的影响,主要技术指标处于国际领先水平。

激光测距敏感器通过向月面发射激光脉冲,来测量嫦娥四号着陆器相对于月面的精确距离。其激光光源、探测器、高压电源等核心元部件均为国产自研,整机重量小于 8.4 千克,总功耗小于 28 瓦。尽管探测距离范围为 15 米至 30 公里,最远和最近的回波功率变化极大,但激光测距敏感器的测量精度达 6 厘米。

激光测距敏感器

在距离月面 100 米时,嫦娥四号会悬停寻找着落区,但由于燃料的问题,一共只有三次机会。激光三维成像敏感器使用 16 个激光光束对着陆区进行高速扫描,成像时间只需 0.25 秒。" 可以说是又快又准!在距离月面 100 米高空,不管是 0.2 米的月球坑,还是 0.15 米的坡度都能识别。"

激光三维成像敏感器

据了解," 月背软着陆激光导航避障敏感器 " 将在嫦娥五号探测器上继续应用,并将提升性能,可以测量探测器相对月面的速度。未来,这一技术也可以在地面拓展应用,比如用于自动驾驶,获取三维形貌。

辐射相当于乘坐从上海到纽约的单程飞机

在中科院展区,同样获得大奖的还有来自中科院的长期合作伙伴上海联影医疗科技有限公司的 " 全景动态 PET-CT uEXPLORER 探索者 "。

作为世界首台全景动态 PET-CT," 探索者 " 被誉为探测人体的 " 哈勃望远镜 "。解放日报 · 上观新闻记者在现场看到,这台设备光是外形就颇有气势,近两米的超长轴向扫描视野,开创性地实现了从头到脚的全身动态 PET-CT 成像。设备呈漏斗形状,PET 孔径达 76 厘米,病人躺在里面,也不会觉得压抑。

2016 年底,联影在与数家跨国公司的公开技术竞争中胜出,成为了美国顶尖分子影像团队 " 探索者联盟 " 全球唯一的研发和产业化合作伙伴。历经两年的高难度技术攻坚,联影成功完成世界首台全景动态扫描 PET-CT" 探索者 " 的自主研发。该设备灵敏度是传统 PET-CT 的 30-40 倍,并具有 2.9 毫米超高分辨率。

" 人们做医疗影像检查时往往担心辐射,而‘探索者’所产生的辐射,只相当于乘坐从上海到纽约的单程飞机。" 联影医疗资深产品经理徐天艺介绍," 探索者 " 最快可以实现全身 30 秒显像,而传统的 PET 设备耗时需要 20 分钟。" 探索者 " 支持 1/40 注射药物剂量下的超低剂量成像,这为临床诊断和科研探索提供了强大创新平台。

此外,该设备独有的实时全身动态成像,让人类第一次实现以肉眼清晰观测药物注射后在人体血管内流动、扩散、最终被组织器官摄取并代谢的全过程,突破了传统设备只能提供不同器官在不同时间成像的局限,将片段式成像拼接成全局、连贯的 " 全息电影 ",将为肿瘤在全身的微转移检测、新药研发以及人体生物机理研究提供丰富想象空间。

今年 4 月," 探索者 " 在复旦大学附属中山医院完成装机并投入使用。6 月," 探索者 " 开拓了全球第二个重要据点,正式入驻美国加利福尼亚大学戴维斯分校,并投入临床、科研使用。

栏目主编:黄海华 本文作者:黄海华 文字编辑:黄海华 题图来源:视觉中国 图片编辑:邵竞

本文图片:采访对象 提供

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