从“负起点”出发向“无人区”挺进

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从“负起点”出发向“无人区”挺进

2023-08-09 05:43:53 来源：解放日报

睁开眼睛，光进入视线——这个过程，大约是万亿分之一秒，也叫作1皮秒。1皮秒转瞬即逝，却让联影医疗分子影像研发团队投入10年精力。

今年，联影医疗首次将分子影像设备时间分辨率提升到200皮秒以内，达到业内领先水平。联影医疗在国外领先了几十年的赛道“迎头赶上”，走上高质量发展快车道。

(资料图)

打破垄断

PET-CT全称为正电子发射及X射线计算机断层成像扫描系统，被誉为观测人体内部的“哈勃望远镜”，是肿瘤筛查诊断的“神器”。

十多年前，联影医疗决定进军PET-CT。创业之初，联影医疗分子影像事业部核心团队前往医院调研，了解行业需求。“我们说联影要做PET-CT，医院的人露出了惊讶的表情。”联影医疗分子影像事业部副总裁安少辉至今记得那一幕，虽然没有直说，但“不可能”这三个字已经写在了对方脸上。

产品还“飘在天上”，业界也不看好，安少辉形容当时是站在“负起点”前行。“只有第一代产品做出来的时候，我们才有资格说自己站在了起跑线上。”

可是，光站在起跑线上还不够。联影医疗的对手是西门子、通用电气、飞利浦等行业巨头，这些外企已经垄断市场，在医疗行业里的认可度更高，哪怕联影医疗造出了PET-CT，又有谁愿意买单？

创业不能光靠一腔情怀。要打破垄断突出重围，联影医疗明确了两个目标：一是自主创新，否则依赖国外的芯片、算法等核心技术，永远只会被别人卡着脖子走；二是人无我有、人有我优，要比市场上的设备做得更好，才有可能让客户买单。

PET-CT的原理是接收发自人体不同方向的伽马光子，通过测量两个光子到达探测器的时间差，可以把病灶定位在一个较小的区域内。时间分辨率数值越小，探测的精度越高，对病灶的识别就越准确。

当时，业界普遍水平在300皮秒到400皮秒。能不能打破行业纪录，把时间分辨率降到200皮秒以下？为此，联影医疗决定设计专用芯片、算法，打造高性能、小型化的探测器。

造“芯”铸“魂”

“时间不等人，我们没有退路，只能自己干。”联影医疗分子影像事业部总裁王超回忆，外部支持团队听到严苛的指标后，纷纷畏而却步。

造“芯”那几年，联影研发团队夜以继日想尽一切办法拼命去提高各方面性能。不过，并不是所有努力都能换来回报。“第一版芯片出来的时候，其实没有达到我们的预期。”那时候，安少辉心里其实是没有底的，“我也会质疑，我们自己的设计路线到底对不对？”

自研芯片的难点在于“摸黑前行”。从芯片的晶体到加工尺寸再到设计结构，每降低1皮秒，研发难度便呈几何级增加。一块小小的芯片上，研发团队投入了大量的时间和精力。第二版芯片做出来以后，时间分辨率从400多皮秒降低到280多皮秒。“已经算是业界比较好的指标了，但是离我们的预期还是差了一点点。”安少辉说。

除了芯片，国产PET-CT还需要“有自己的灵魂”——算法。“PET传统的算法是迭代的，信号提升的同时，噪声也在增加。”联影医疗分子影像事业部高级总监董筠带领团队瞄准业界尚未涉足的人工智能算法，其优势是可以对输出的图像进行“学习”，在把噪声控制住的基础上，逐渐提升信号质量，让扫描时间更短一些、用的药更少一些。

第三版探测器做出来的时候，安少辉心里依旧没有底。不过，测试结果显示，新一代数字化探测器时间分辨率突破了200皮秒，达到了190皮秒级。

走更艰难的路

联影医疗最新一代的分子影像设备陆续交付医院后，医生第一反应是特别惊喜。不仅因为扫描速度更快，图像质量也更高了。

高质量图像不单依赖于PET-CT某一性能指标的提升，而是要同时实现空间分辨率、时间分辨率、灵敏度和轴向视野的全方位突破。这背后依靠的是探测器的模块化设计。

“像搭积木一样，我们可以根据客户的需求定制功能，赋予影像设备更大的自由度。”联影医疗分子影像事业部资深总监刘士涛说。

大约一个魔方大小，这就是联影医疗研发的探测器模块。从底层元器件、核心零部件到整机系统，联影医疗聚沙成塔，实现全链自主可控的垂直创新体系，打破了我国高端医疗装备依赖进口的现状。

去年，在医疗影像设备领域，联影医疗全国影像新增市场综合占有率第一，其生产的多款高端医疗装备已能与外资巨头产品抗衡。目前，联影医疗已向市场推出90余款完全自主知识产权产品，入驻全球50多个国家的上万家医疗机构。

为服务国家战略，联影医疗正向着基础研究的“无人区”挺进，走更艰难的路，从科学体系的源头助推我国医疗行业发展。安少辉说：“创新不是有一拨人突然就完成了创新，创新实际上是一个过程。大家一点点地寻求突破，最终才能发生改变。”

“高端医疗器械研制，我们不只是追赶者，还要有信心当引领者。”王超说，10多年前，联影医疗启动开发PET-CT时，很少有人相信能做成。7年前，我们提出飞行时间突破200皮秒目标时，大家也不看好。“现在，我们都做到了。”

（文章来源：解放日报）

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