人才動態

灣區逐夢 | 梁棟:突破核心技術,鑄造醫學領域“國之重器”

時間:2019-09-27  來源:光明日報記者 黨文婷 文本大?。骸?a href="javascript:doZoom(16)">大 |  | 】  【打印

  【慶祝新中國成立70周年,獻禮中科院建院70周年,深圳先進院推出“引領科學風尚 傳承科學精神”系列人物報道,樹立先進典型,凝聚榜樣力量,講述科技工作者的精彩故事及取得的最新成果,弘揚他們胸懷祖國、服務人民的愛國精神,勇攀高峰、敢為人先的創新精神,追求真理、嚴謹治學的求實精神,淡泊名利、潛心研究的奉獻精神,集智攻關、團結協作的協同精神,甘為人梯、獎掖后學的育人精神?!?/p>

  MRI、CT、PET、彩超等醫學影像設備是現代醫學當中必不可少的檢查設備。特別是MRI(核磁共振)這一高端醫療設備,由于其非常高的研發和技術壁壘,曾長期被歐美老牌巨頭壟斷。

  2015年,上海聯影醫療科技有限公司推出了我國首臺國產3.0T超導快速磁共振成像儀,目前,該設備已裝機100余臺,在包括復旦大學中山醫院、瑞金醫院、解放軍總醫院、南京鼓樓醫院在內的多家三甲醫院投入使用,并出口到海外,成功打破壟斷,帶來巨大的社會和經濟效益。

△ 我國首臺國產3.0T超導快速磁共振成像儀

  3.0T超導快速磁共振成像儀這一“國之重器”的誕生,是眾多優秀的科學家們數年如一日奮戰在科研一線的結果,中國科學院深圳先進技術研究院醫工所黨支部書記、勞特伯醫學影像中心副主任梁棟研究員便是這樣一個典型。歸國8余載,他和勞特伯醫學影像中心的團隊成員們共同寫下了一個用科技創新實現技術突破,服務國民經濟主戰場和人民健康的故事。 

△ 深圳先進院醫工所黨支部書記、勞特伯醫學影像中心副主任梁棟研究員

  下定決心打破壟斷

  “在整個醫學影像的鏈條里面,越往前門檻越高,特別是我們在做的成像領域,需要大量的原始數據?!繃憾八?。2011年,出于科研條件和技術報國雙重考慮,他決定從美國威斯康辛大學回到祖國。

  “深圳無論在創新能力、政策支持還是產業基礎方面都是具有較大優勢的,”梁棟表示,他最后選擇了深圳先進院,加入鄭海榮研究員領導的勞特伯醫學影像中心,開始了一場科研攻關的“硬仗”。

△ 深圳先進院副院長、醫工所所長鄭海榮(一排中)與梁棟(一排最右)

  作為20世紀現代醫學領域獲得革命性突破的進展之一,圍繞磁共振相關有5次諾獎。然而,過去數十年中,所有的磁共振成像設備市場都被美國、德國和荷蘭公司所壟斷。

  “磁共振難就難在技術復雜、跨學科多,對跨學科的人才和國家工業技術水平都有要求?!繃憾敖饈退?,研發磁共振設備,高場超導磁體、大功率射頻、梯度功放、快速成像等關鍵技術問題都是需要攻克的難關,想要完全實現MRI相關技術的自主化并不容易。

  面對難題,勞特伯醫學影像中心和上海聯影醫療的磁共振團隊成員們更是下定決心,一定要研發出我國完全自主的核磁共振儀?!岸廴ㄕ莆趙詒鶉聳擲?,高端產品平均每臺2000多萬的高昂售價,導致檢查費用居高不下,”梁棟說,而且長期壟斷將會傷害到與之相關的民族工業生態,正如操作系統和芯片產業格局。

  創新攻克技術難關

  磁共振一個很重要的瓶頸問題,就是掃描速度慢,半小時到40分鐘的檢查時間,嚴重制約其掃描流量及重大疾病相關的高級臨床應用。因此快速成像技術是磁共振的重要共性核心技術,也是國產磁共振走向高端的“卡脖子”技術。

  “因此我們以快速為亮點,圍繞‘理論方法研究—臨床應用實現—技術轉移轉化’的主線,提出了基于壓縮感知的多類先驗信息融合快速成像理論,在硬件和軟件上都有相應的解決方案?!繃憾八?。

△ 3T 磁共振快速成像效果

  2015年,聯合團隊研發的聯影3.0T超導快速磁共振成像儀順利誕生,實現“既快又清”的突破與規模臨床應用,一經上市,迫使同類進口產品價格大幅下降,成為改善患者檢查費用的重要推動力量。

  據了解,聯影3T系統的穩定性、圖像質量和高效工作流已達國際先進水平,為實現快速高分辨磁共振成像,特別是為腦中風預警斑塊三維成像、心臟動態成像、腫瘤動態增強成像、腦功能成像等高級臨床應用提供了高性能系統平臺。在此平臺上,近期,梁棟和中心團隊成員共同研發出了三維頭頸聯合快速斑塊成像、超快速心臟實時電影成像等高級臨床應用。

  截至目前,聯影公司生產的人體3.0T及1.5T磁共振成像系統在全國近30個省市自治區已裝機超過500臺,市場占有率遙居民族品牌第一。

△ 聯合團隊研發的聯影3.0T超導快速磁共振成像儀

  2018年12月25日,中國科學院深圳先進技術研究院的中國發明專利“磁共振快速成像方法及其系統”在第二十屆中國專利獎頒獎大會上榮獲了中國專利優秀獎。

  “當前的醫學人工智能系統很多都是從圖像開始做一些分析和處理,我們正在將人工智能技術引入醫學影像鏈條的前端,實現智能化掃描和成像,從而提供高質量的圖像幫助醫生進行分析和識別,讓醫學診斷變得準確、高效?!繃憾八?,在基于人工智能的醫學成像領域,我們已與世界同類科研機構處在并駕齊驅的位置上。目前,他和中心以及聯影團隊正在進行全球首臺5.0T人體全身臨床磁共振系統中快速成像技術的研發,向科研更高峰處奮力攀登。

  中共黨員梁棟:作為多年的黨支部書記,在腳踏實地做好本職工作,模范履行黨員職責的同時,堅持學習,身先士卒,把支部建設成為堅強的戰斗堡壘。