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湾区逐梦 | 梁栋:突破核心技术,铸造医学领域“国之重器”

时间:2019-09-27  来源:光明日报记者 党文婷 文本大小:【 |  | 】  【打印

  【庆祝新中国成立70周年,献礼中科院建院70周年,深圳先进院推出“引领科学风尚 传承科学精神”系列人物报道,树立先进典型,凝聚榜样力量,讲述科技工作者的精彩故事及取得的最新成果,弘扬他们胸怀祖国、服务人民的爱国精神,勇攀高峰、敢为人先的创新精神,追求真理、严谨治学的求实精神,淡泊名利、潜心研究的奉献精神,集智攻关、团结协作的协同精神,甘为人梯、奖掖后学的育人精神。】

  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。

  2015年,上海联影医疗科技有限公司推出了我国首台国产3.0T超导快速磁共振?#19978;?#20202;,目前,该设?#25954;?#35013;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,并出口到海外,成功打破垄断,带来巨大的社会和经济效益。

△ 我国首台国产3.0T超导快速磁共振?#19978;?#20202;

  3.0T超导快速磁共振?#19978;?#20202;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,中国科学院深圳先进技术研究院医工所党支部书记、劳特伯医学影像中心副主任梁栋研究?#21271;?#26159;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。 

△ 深圳先进院医工所党支部书记、劳特伯医学影像中心副主任梁栋研究员

  下定决心打破垄断

  “在整个医学影像的链条里面,越往前门槛越高,特别是我们在做的?#19978;?#39046;域,需要大量的原始数据。”梁栋说。2011年,出于科研条件和技术报国双重考虑,他决定?#29992;?#22269;威斯康辛大学回到祖国。

  “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?#25856;?#30340;,”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医学影像中心,开始了一场科研攻关的“硬仗”。

△ 深圳先进院副院长、医工所所长郑海荣(一排中)与梁栋(一排最右)

  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?#19978;?#35774;备市场都被美国、德国和荷兰公司所垄断。

  “磁共振难就难在技术复?#21360;?#36328;学科多,对跨学科的人才和国家工业技术水平?#21152;?#35201;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?#19978;?/strong>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。

  面对难题,劳特伯医学影像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,正如操作系统和芯片产业格局。

  创新攻克技术难关

  磁共振一个很重要的瓶颈问题,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?#19978;?#25216;术是磁共振的重要共性核心技术,也是国产磁共振走向高端的“卡脖?#21360;?#25216;术。

  “因此我们以快速为亮点,围绕‘理论方法研究—临床应用实现—技术转移转化’的主线,提出了基于压缩感知的多类先验信息融合快速?#19978;?#29702;论,在?#24067;?#21644;软件上?#21152;?#30456;应的解决方案。”梁栋说。

△ 3T 磁共振快速?#19978;?#25928;果

  2015年,联合团队研发的联影3.0T超导快速磁共振?#19978;?#20202;顺利诞生,实现“既快?#26234;濉?#30340;突破与规模临床应用,一经上市,迫使同类进口产品价格大幅下降,成为改善患者检查费用的重要推动力量。

  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?#19978;瘢?#29305;别是为脑中风预警斑块三维?#19978;瘛?#24515;脏动态?#19978;瘛?#32959;瘤动态增强?#19978;瘛?#33041;功能?#19978;?#31561;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?#19978;瘛?#36229;快速心脏实时电影?#19978;?/strong>等高级临床应用。

  截至目前,联影公?#26087;?#20135;的人体3.0T及1.5T磁共振?#19978;?#31995;统在全国近30个省市自治区已装机超过500台,市场?#21152;新室?#23621;民族品牌第一。

△ 联合团队研发的联影3.0T超导快速磁共振?#19978;?#20202;

  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?#19978;?#26041;法及其系?#22330;?#22312;第二十届中国专利奖颁奖大会?#20808;?#33719;了中国专利优秀奖。

  “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,我们正在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?#19978;瘢?#20174;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?#19978;?#39046;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?#27850;?#20849;振系统中快速?#19978;?#25216;术的研发,向科研更高峰处奋力攀登。

  中共党员梁栋:作为多年的党支部书记,在脚踏实地做好?#23616;?#24037;作,模范履行党员职责的同?#20445;?#22362;持学习,身先士卒,把支部建设成为坚强的战斗堡垒。

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