国外领先了几十年，我国企业还有机会吗？“追光”十年，他们终于迎头赶上

睁开眼睛，光进入视线——这个过程，大约是万亿分之一秒，也叫做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。从追赶、并行到超越，联影医疗在国外领先了几十年的赛道迎难而上，走上高质量发展快车道。

(资料图片仅供参考)

站在“负起点”

pet-ct全称为正电子发射断层与计算机断层显像，被誉为观测人体内部的“哈勃望远镜”，在肿瘤方面的应用占其临床应用的90%以上，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。“我清楚记得的那个场景，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现任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到400皮秒左右。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。

铸心造魂

“研发芯片并不是我们专长。”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。“时间不等人，我们没有退路，只能自己干。”

研发芯片那几年，还没等到过完年，大年初二，联合联影微电子团队成员就陆续回公司了。

“当时真是夜以继日地在做，想尽一切办法拼命去提高各方面性能。”联影医疗分子影像事业部资深总监刘士涛说。

不过，并不是所有努力都能换来回报。“在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”。芯片被封在探测器里，根本不知道是哪里出了问题。“我们只能从芯片输出的蛛丝马迹上，去探寻芯片里面到底是哪个模块没有达到要求。就这样一点一点摸索，找到问题、解决问题。”

从芯片的晶体到加工尺寸再到设计结构，研发团队进行了一系列尝试。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。

王超说：“想做行业引领者，怎能不冒点风险。200皮秒这道关口，我们一定要跨过去。”

每降低1皮秒，研发难度几何级增加。“如果我们的电路方面再做一些改进，是不是有希望达到200皮秒以下？”“从单晶体到多晶体对芯片影响不同，是不是可以尝试不同晶体模块？”……一块小小的芯片上，研发团队投入了大量的时间和精力。

除了芯片，国产pet—ct还需要“有自己的灵魂”——算法。分子影像事业部高级总监董筠说：“pet传统的算法是迭代的，信号提升的同时，噪声也在增加。”

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。

“从此，在高端医疗影像设备这条西方人领先了几十年的赛道上，我们终于在弯道处‘迎头赶上’了！”董筠说。

联影医疗研发的pet-ct

更艰难的路

联影医疗最新一代的分子影像设备陆续交付到医院后，医生第一个反应是特别惊喜。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，赋予影像设备更大自由度。”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抗衡。目前，联影医疗向市场推出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：“创新不是有一波人突然就完成了创新，创新实际上是一个过程。大家一点点寻求突破，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。”

本文作者：俱鹤飞 宰飞

题图来源：图虫

图片编辑：笪曦

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