医学领域“国之重器”是如何诞生的

据了解,联影3T系统的稳定性、图像质量和高效工作流已达国际先进水平,为实现快速高分辨磁共振成像,特别是为脑中风预警斑块三维成像、心脏动态成像、肿瘤动态增强成像、脑功...


据了解,联影3T系统的稳定性、图像质量和高效工作流已达国际先进水平,为实现快速高分辨磁共振成像,特别是为脑中风预警斑块三维成像、心脏动态成像、肿瘤动态增强成像、脑功能成像等高级临床应用提供了高性能系统平台。在此平台上,近期,梁栋和中心团队成员共同研发出了三维头颈联合快速斑块成像、超快速心脏实时电影成像等高级临床应用。

医学领域“国之重器”2

医学领域“国之重器”1

3. 0T超导快速磁共振成像仪这一“国之重器”的诞生,是众多优秀的科学家们数年如一日奋战在科研一线的结果,中科院深圳先进技术研究院劳特伯生物医学成像研究中心副主任梁栋便是这样一个典型。归国8余载,他和劳特伯医学影像中心的团队成员们共同写下了一个用科技创新实现技术突破,服务国民经济主战场和人民健康的故事。

“在整个医学影像的链条里面,越往前门槛越高,特别是我在做的成像领域,需要大量的原始数据。”梁栋说。2011年,出于从科研条件和产业报国双重考虑,他决定从美国威斯康辛大学回到祖国。

“磁共振难就难在技术最复杂、跨学科最多,对跨学科的人才和国家工业技术水平都有要求。”梁栋解释说,研发磁共振设备,高场超导磁体、大功率射频、梯度功放、快速成像等关键技术问题都是需要攻克的难关,想要完全实现MRI相关技术的自主化并不容易。

创新攻克技术难关

2015年,联合团队研发的联影3.0T超导快速磁共振成像仪顺利诞生,实现“既快又清”的突破与规模临床应用,一经上市,便带动磁共振成像设备平均30%的价格降幅,成为改善患者检查费用的重要推动力量。

磁共振一个很重要的一个瓶颈问题,就是扫描速度慢,半小时到40分钟的检查时间,严重制约其扫描流量及重大疾病相关的高级临床应用。因此快速成像技术是磁共振成像的重要共性核心技术,也是国产磁共振走向高端的“卡脖子”技术。

2015年,上海联影公司推出了我国首台国产3.0T超导快速磁共振成像仪,目前,该设备已装机100余台,在包括复旦大学中山医院、瑞金医院、解放军总医院、南京鼓楼医院在内的多家三甲医院投入使用,并出口到美国等地,成功打破垄断,带来巨大的社会和经济效益。

MRI、CT、PET、彩超等医学影像设备是现代医学当中必不可少的检查设备。特别是MRI核磁共振这一高端医疗设备,由于其非常高的研发和技术壁垒,曾长期被欧美老牌巨头垄断。

2018年12月25日,中国科学院深圳先进技术研究院的中国发明专利“磁共振快速成像方法及其系统”在第二十届中国专利奖颁奖大会上荣获了中国专利优秀奖。

截至目前,联影公司生产的人体3.0T及1.5T磁共振成像系统在全国近30个省市自治区已装机超过500台。

“当前的医学人工智能系统很多都是从图像开始做一些分析和处理,我们现在希望能将人工智能技术引入医学影像链条的前端,实现智能化扫描和成像,从而提供高质量的图像帮助医生进行分析和识别,让医学诊断变得准确、高效。”梁栋说,在基于人工智能的医学成像领域,我们已与世界同类科研机构处在并驾齐驱的位置上。目前,他和中心以及联影团队正在进行全球首台5.0T人体全身临床磁共振系统中快速成像技术的研发,向科研更高峰处奋力攀登。(光明日报全媒体记者 严圣禾 党文婷)

面对难题,劳特伯生物医学成像研究中心和上海联影医疗的磁共振团队成员们更是下定决心一定要研发出我国完全自主的核磁共振仪。“定价权掌握在别人手里,高端产品平均每台2000多万的高昂售价,导致检查费用居高不下,”梁栋说,而且长期垄断将会伤害到与之相关的民族工业生态,就像操作系统和芯片产业格局那样。

下定决心打破垄断

“深圳无论在创新能力、政策支持还是产业基础方面都是具有较大优势的,”梁栋表示,他最后选择了深圳先进院,加入郑海荣研究员领导的劳特伯生物医学成像研究中心,开始了一场科研攻关的“硬仗”。

作为20世纪现代医学领域获得革命性突破的进展之一,围绕磁共振相关有5次诺奖。然而,过去数十年中,所有的磁共振成像设备市场都被美国、德国和荷兰所垄断。

“因此我们以快速为亮点,构建了‘理论方法研究—临床应用实现—技术转移转化‘的技术主线,提出了基于压缩感知的多类先验信息融合的快速成像理论,在硬件和软件上都有相应的解决方案。”梁栋说。

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