“追光”十載聯影醫療打破行業紀錄首次將分子影像設備時間分辯率提升到200皮秒以內

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摘要:今年,聯影醫療首次將分子影像設備時間分辯率提升到200皮秒以內,達到業內領先水準。能不能打破行業紀錄,把時間分辯率降到200皮秒以下?第二版晶片做出來以後,時間分辯率從400多皮秒降低到280多皮秒。

  記者俱鶴飛宰飛

  睜開眼睛,光進入視線——這個過程,大約是萬億分之一秒,也叫作1皮秒。1皮秒轉瞬即逝,卻讓聯影醫療分子影像研發團隊投入10年精力。

  今年,聯影醫療首次將分子影像設備時間分辯率提升到200皮秒以內,達到業內領先水準。聯影醫療在國外領先了幾十年的賽道“迎頭趕上”,走上高品質發展快車道。

  打破壟斷

  PET-CT全稱為正電子發射及X射線電腦斷層成像掃描系統,被譽為觀測人體內部的“哈勃朢遠鏡”,是腫瘤篩查診斷的“神器”。

  十多年前,聯影醫療决定進軍PET-CT。創業之初,聯影醫療分子影像事業部覈心團隊前往醫院調研,瞭解行業需求。“我們說聯影要做PET-CT,醫院的人露出了驚訝的表情。”聯影醫療分子影像事業部副總裁安少輝至今記得那一幕,雖然沒有直說,但“不可能”這三個字已經寫在了對方臉上。

  產品還“飄在天上”,業界也不看好,安少輝形容當時是站在“負起點”前行。“只有第一代產品做出來的時候,我們才有資格說自己站在了起跑線上。”

  可是,光站在起跑線上還不够。聯影醫療的對手是西門子、通用電氣、飛利浦等行業巨頭,這些外企已經壟斷市場,在醫療行業裏的認可度更高,哪怕聯影醫療造出了PET-CT,又有誰願意買單?

  創業不能光靠一腔情懷。要打破壟斷突出重圍,聯影醫療明確了兩個目標:一是自主創新,否則依賴國外的晶片、算灋等核心技術,永遠只會被別人卡著脖子走;二是人無我有、人有我優,要比市場上的設備做得更好,才有可能讓客戶買單。

  PET-CT的原理是接收發自人體不同方向的伽馬光子,通過量測兩個光子到達探測器的時間差,可以把病灶定位在一個較小的區域內。時間分辯率數值越小,探測的精度越高,對病灶的識別就越準確。

  當時,業界普遍水准在300皮秒到400皮秒。能不能打破行業紀錄,把時間分辯率降到200皮秒以下?為此,聯影醫療决定設計專用晶片、算灋,打造高性能、小型化的探測器。

  造“芯”鑄“魂”

  “時間不等人,我們沒有退路,只能自己幹。”聯影醫療分子影像事業部總裁王超回憶,外部支持團隊聽到嚴苛的名額後,紛紛畏而卻步。

  造“芯”那幾年,聯影研發團隊夜以繼日想盡一切辦法拼命去提高各方面效能。不過,並不是所有努力都能換來回報。“第一版晶片出來的時候,其實沒有達到我們的預期。”那時候,安少輝心裡其實是沒有底的,“我也會質疑,我們自己的設計路線到底對不對?”

  自研晶片的難點在於“摸黑前行”。從晶片的晶體到加工尺寸再到設計結構,每降低1皮秒,研發難度便呈幾何級新增。一塊小小的晶片上,研發團隊投入了大量的時間和精力。第二版晶片做出來以後,時間分辯率從400多皮秒降低到280多皮秒。“已經算是業界比較好的名額了,但是離我們的預期還是差了一點點。”安少輝說。

  除了晶片,國產PET-CT還需要“有自己的靈魂”——算灋。“PET傳統的算灋是反覆運算的,訊號提升的同時,雜訊也在新增。”聯影醫療分子影像事業部高級總監董筠帶領團隊瞄準業界尚未涉足的人工智慧算灋,其優勢是可以對輸出的影像進行“學習”,在把雜訊控制住的基礎上,逐漸提升訊號質量,讓掃描時間更短一些、用的藥更少一些。

  第三版探測器做出來的時候,安少輝心裡依舊沒有底。不過,測試結果顯示,新一代數位化探測器時間分辯率突破了200皮秒,達到了190皮秒級。

  走更艱難的路

  聯影醫療最新一代的分子影像設備陸續交付醫院後,醫生第一反應是特別驚喜。不僅因為掃描速度更快,圖像品質也更高了。

  高品質影像不單依賴於PET-CT某一性能指標的提升,而是要同時實現空間分辯率、時間分辯率、靈敏度和軸向視野的全方位突破。這背後依靠的是探測器的模組化設計。

  “像搭積木一樣,我們可以根據客戶的需求定制功能,賦予影像設備更大的自由度。”聯影醫療分子影像事業部資深總監劉士濤說。

  大約一個魔方大小,這就是聯影醫療研發的探測器模塊。從底層元器件、覈心零部件到整機系統,聯影醫療聚沙成塔,實現全鏈自主可控的垂直創新體系,打破了我國高端醫療裝備依賴進口的現狀。

  去年,在醫療影像設備領域,聯影醫療全國影像新增市場綜合佔有率第一,其生產的多款高端醫療裝備已能與外資巨頭產品抗衡。現時,聯影醫療已向市場推出90餘款完全自主知識產權產品,入駐全球50多個國家的上萬家醫療機構。

  為服務國家戰畧,聯影醫療正向著基礎研究的“無人區”挺進,走更艱難的路,從科學體系的源頭助推我國醫療行業發展。安少輝說:“創新不是有一撥人突然就完成了創新,創新實際上是一個過程。大家一點點地尋求突破,最終才能發生改變。”

  “高端醫療器械研製,我們不只是追趕者,還要有信心當引領者。”王超說,10多年前,聯影醫療啟動開發PET-CT時,很少有人相信能做成。7年前,我們提出飛行時間突破200皮秒目標時,大家也不看好。“現在,我們都做到了。”

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