國外領先了幾十年，我國企業還有機會嗎？“追光”十年，他們終于迎頭趕上

睜開眼睛，光進入視線——這個過程，大約是萬億分之一秒，也叫做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辨率提升到200皮秒以內，達到業內領先水平。從追趕、并行到超越，聯影醫療在國外領先了幾十年的賽道迎難而上，走上高質量發展快車道。

(資料圖片僅供參考)

站在“負起點”

pet-ct全稱為正電子發射斷層與計算機斷層顯像，被譽為觀測人體內部的“哈勃望遠鏡”，在腫瘤方面的應用占其臨床應用的90%以上，是腫瘤篩查診斷的“神器”。

十多年前，聯影醫療決定進軍pet-ct。創業之初，聯影醫療分子影像事業部核心團隊前往醫院調研，了解行業需求。“我清楚記得的那個場景，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現任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，光站在起跑線還不夠。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，在醫療行業里的認可度更高，哪怕聯影醫療造出了pet-ct，又有誰愿意買單？

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，否則依賴國外的芯片、算法等核心技術，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，通過測量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。時間分辨率數值越小，探測的精度越高，對病灶的識別就越準確。

當時，業界普遍水平在300到400皮秒左右。能不能打破行業紀錄，把時間分辨率降到200皮秒以下？為此，聯影醫療決定設計專用芯片、算法，打造高性能、小型化的探測器。

鑄心造魂

“研發芯片并不是我們專長。”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指標后，紛紛畏而卻步。“時間不等人，我們沒有退路，只能自己干。”

研發芯片那幾年，還沒等到過完年，大年初二，聯合聯影微電子團隊成員就陸續回公司了。

“當時真是夜以繼日地在做，想盡一切辦法拼命去提高各方面性能。”聯影醫療分子影像事業部資深總監劉士濤說。

不過，并不是所有努力都能換來回報。“在第一版芯片出來的時候，其實沒有達到我們的預期。”那時候，安少輝心里其實是沒有底的，“我也會質疑，我們自己的設計路線到底對不對？”

自研芯片的難點在于“摸黑前行”。芯片被封在探測器里，根本不知道是哪里出了問題。“我們只能從芯片輸出的蛛絲馬跡上，去探尋芯片里面到底是哪個模塊沒有達到要求。就這樣一點一點摸索，找到問題、解決問題。”

從芯片的晶體到加工尺寸再到設計結構，研發團隊進行了一系列嘗試。第二版芯片做出來以后，時間分辨率從400多皮秒降低到280多皮秒。“已經算是業界比較好的指標了，但是離我們的預期還是差了一點點。”安少輝說。

王超說：“想做行業引領者，怎能不冒點風險。200皮秒這道關口，我們一定要跨過去。”

每降低1皮秒，研發難度幾何級增加。“如果我們的電路方面再做一些改進，是不是有希望達到200皮秒以下？”“從單晶體到多晶體對芯片影響不同，是不是可以嘗試不同晶體模塊？”……一塊小小的芯片上，研發團隊投入了大量的時間和精力。

除了芯片，國產pet—ct還需要“有自己的靈魂”——算法。分子影像事業部高級總監董筠說：“pet傳統的算法是迭代的，信號提升的同時，噪聲也在增加。”

董筠帶領團隊瞄準業界尚未涉足的人工智能算法，其優勢是可以對輸出的圖像進行“學習”，在把噪聲控制住的基礎上，逐漸提升信號質量，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，安少輝心里依舊沒有底。不過，測試結果顯示，新一代數字化探測器時間分辨率突破了200皮秒，達到了190皮秒級。

“從此，在高端醫療影像設備這條西方人領先了幾十年的賽道上，我們終于在彎道處‘迎頭趕上’了！”董筠說。

聯影醫療研發的pet-ct

更艱難的路

聯影醫療最新一代的分子影像設備陸續交付到醫院后，醫生第一個反應是特別驚喜。不僅因為掃描速度更快，圖像質量也更高了。

高質量圖像不單依賴于pet-ct某一性能指標的提升，而是要同時實現空間分辨率、時間分辨率、靈敏度和軸向視野的全方位突破。這背后依靠的是探測器的模塊化設計。

“像搭積木一樣，我們可以根據客戶的需求定制功能，賦予影像設備更大自由度。”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、核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占有率第一，其生產的多款高端醫療裝備已能與外資巨頭抗衡。目前，聯影醫療向市場推出90余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。

為服務國家戰略，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：“創新不是有一波人突然就完成了創新，創新實際上是一個過程。大家一點點尋求突破，最終才能發生改變。”

“高端醫療器械研制，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。”

本文作者：俱鶴飛 宰飛

題圖來源：圖蟲

圖片編輯：笪曦

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