中國(guó)科學(xué)院大恒醫(yī)療設(shè)備公司總工程師邱學(xué)軍是中國(guó)立體放射診療技術(shù)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合專(zhuān)家。談到立體放射診療技術(shù)及設(shè)備，他如數(shù)家珍。在充分了解和理解中國(guó)立體技術(shù)在數(shù)字化腫瘤治療以及其它醫(yī)學(xué)診療方面的應(yīng)用和發(fā)展情況后，讓我們?cè)趷灍岬南奶飒q如呼吸了一股新鮮的空氣。

 
中國(guó)立體放射診療技術(shù)產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合專(zhuān)家 邱學(xué)軍

邱學(xué)軍的3D融合之路

早在上個(gè)世紀(jì)90年代中期到現(xiàn)在，邱學(xué)軍就作為技術(shù)總負(fù)責(zé)人在中科院、大恒集團(tuán)及醫(yī)療設(shè)備公司的領(lǐng)導(dǎo)和支持下，帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)共同努力，研發(fā)出具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平、達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的數(shù)字化腫瘤精確放射治療集成產(chǎn)品——STAR系列（3D）立體定向放射治療計(jì)劃系統(tǒng)。

STAR系列（3D）立體定向放射治療計(jì)劃系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括精確立體X-刀系統(tǒng)、3D適形放療及調(diào)強(qiáng)適形放療計(jì)劃系統(tǒng)等，是面向廣大醫(yī)院進(jìn)行腫瘤精確數(shù)字化定位與臨床精確放射治療的重大產(chǎn)品。它是在“九五”末期863計(jì)劃有關(guān)“三維放射治療計(jì)劃優(yōu)化技術(shù)研究”重點(diǎn)課題、以及“十五”期間863計(jì)劃課題“高精度三維數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)”和“十一五”期間863計(jì)劃課題“數(shù)字化立體定向（調(diào)強(qiáng)適形）放射治療計(jì)劃系統(tǒng)研究”的基礎(chǔ)上，綜合集成形成的以3D數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像采集與處理、高精度立體定位與空間入射路徑優(yōu)化、以及3D射線劑量算法應(yīng)用為核心的重要商品化軟硬件產(chǎn)品。該產(chǎn)品治療精度高（3D空間綜合治療定位精度達(dá)1mm），符合國(guó)際國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求，能完整模擬病人3D影像掃描定位、3D圖像重建、圖像分割、腫瘤靶區(qū)和正常組織邊界確定，多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像融合（Fusion）處理、空間自動(dòng)識(shí)別定位、3D照射野設(shè)計(jì)與治療計(jì)劃模擬、以及劑量立體評(píng)估等整個(gè)數(shù)字化放射診療過(guò)程，為醫(yī)生做復(fù)雜精確放療提供科學(xué)、完全數(shù)字化的臨床解決方案。

目前，該產(chǎn)品已獲得國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局市場(chǎng)準(zhǔn)入注冊(cè)，被國(guó)內(nèi)400家大中型醫(yī)療機(jī)構(gòu)采用，治療腫瘤患者超過(guò)15萬(wàn)例，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率位居第一。

實(shí)際上，在涉足立體醫(yī)學(xué)診療研究之前，邱學(xué)軍一直從事3D立體軍事應(yīng)用研發(fā)工作。1986-1992年他就在國(guó)防科工委某部進(jìn)行立體作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)分析。1982-1985年還在母校南京航空學(xué)院（現(xiàn)為南京航空航天大學(xué)）攻讀研究生時(shí)，當(dāng)時(shí)他就利用立體仿真技術(shù)進(jìn)行飛機(jī)風(fēng)洞試驗(yàn)和計(jì)算。

邱學(xué)軍表示，“沒(méi)有三維（3D），就沒(méi)有真實(shí)感，航空航天研究是如此，人體醫(yī)學(xué)研究與應(yīng)用也是如此。三維（3D）技術(shù)已是目前很多學(xué)科技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的一個(gè)基本技術(shù)”。

3D數(shù)字化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)發(fā)展

3D立體技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用不僅包括腫瘤治療（如立體放射治療和外科手術(shù)）和影像診斷（如立體X光機(jī)）等方面，而且在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的其它應(yīng)用和推廣正在加速進(jìn)行中，發(fā)展空間極其廣闊。近幾年特別是2007年北美放射學(xué)會(huì)年會(huì)以后，4D技術(shù)以及直接快速體視X線成像與處理技術(shù)，在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用也正在快速發(fā)展。

體視學(xué)，是一門(mén)新興的應(yīng)用學(xué)科，但已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，用中國(guó)體視學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)唐勇先生的話(huà)說(shuō)：“這是一門(mén)介于形態(tài)學(xué)與數(shù)學(xué)之間的新學(xué)科。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是借助計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯微鏡及顯做成像系統(tǒng)，將二維平面經(jīng)過(guò)成像及計(jì)算機(jī)分析處理得到三維形態(tài)，以準(zhǔn)確地對(duì)物體進(jìn)行定量及形態(tài)結(jié)構(gòu)分析。”

荷蘭飛利浦公司已經(jīng)宣布停止立體顯示器計(jì)劃，但在快速立體X光機(jī)/CT機(jī)和立體放療計(jì)劃系統(tǒng)的研發(fā)、營(yíng)銷(xiāo)和醫(yī)療應(yīng)用上卻取得了重大進(jìn)展和成效，德國(guó)西門(mén)子、美國(guó)GE、日本東芝等公司的4D CT機(jī)（帶時(shí)相序列的動(dòng)態(tài)成像系統(tǒng)），以及美國(guó)瓦里安公司、德國(guó)西門(mén)子公司和瑞典醫(yī)科達(dá)公司的基于3D/4D影像引導(dǎo)的放射治療系統(tǒng)（IGRT）等新型數(shù)字化立體診療設(shè)備產(chǎn)品，已逐漸開(kāi)始應(yīng)用并形成新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

大恒醫(yī)療基于4D CT等動(dòng)態(tài)人體醫(yī)學(xué)圖像序列的IGRT計(jì)劃系統(tǒng)也已經(jīng)研發(fā)成功并開(kāi)始推廣應(yīng)用。預(yù)計(jì)4D技術(shù)以及直接快速體視成像與處理技術(shù)不僅會(huì)在醫(yī)學(xué)上廣泛應(yīng)用，而且也將在其它立體視像技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用和升級(jí)拓展，國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)界應(yīng)該加以日益關(guān)注。這些研發(fā)新動(dòng)向和新成果將在今年10月23-25日在南京召開(kāi)的“長(zhǎng)江2009國(guó)際醫(yī)學(xué)影像物理和工程大會(huì)暨中國(guó)醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)術(shù)年會(huì)”上進(jìn)行交流和展示。

總的來(lái)說(shuō)，在腫瘤立體診療技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化方面，目前中國(guó)總體處于中流稍偏上水平，盡管在醫(yī)用直線加速器治療機(jī)方面相對(duì)落后一些，但在立體定向放療計(jì)劃系統(tǒng)及X（g）-刀系統(tǒng)、立體超聲聚焦治療系統(tǒng)等研發(fā)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化方面還是有很多亮點(diǎn)的；美國(guó)、歐洲國(guó)家目前總體屬于領(lǐng)先水平；日本在立體影像診斷方面與美歐相近，在腫瘤立體治療領(lǐng)域方面與我國(guó)相對(duì)接近，而韓國(guó)大致基本處于中流水平。國(guó)內(nèi)很多單位如中科院有關(guān)研究所和企業(yè)、醫(yī)科院、萬(wàn)東、東軟、清華、北大、北航、復(fù)旦、東南和重慶大學(xué)等單位專(zhuān)家也在做這方面的研究，產(chǎn)、學(xué)、研、醫(yī)、政結(jié)合是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)是未來(lái)發(fā)展最快也是規(guī)模相當(dāng)大的產(chǎn)業(yè)群之一，從這次金融危機(jī)中就可以看出該產(chǎn)業(yè)群的穩(wěn)定抗跌與快速發(fā)展的特點(diǎn)。以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家在衛(wèi)生醫(yī)療方面的合理消費(fèi)配比即醫(yī)療設(shè)備與藥品之比為1：1，而我國(guó)目前是1：8。這就說(shuō)明我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展還不平衡，醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展空間還相當(dāng)大，而這當(dāng)中集成化（或一體化）、數(shù)字化立體診療設(shè)備（如立體X光機(jī)、CT、MRI、PET、超聲、立體放療系統(tǒng)、醫(yī)用機(jī)器人和計(jì)算機(jī)輔助外科手術(shù)設(shè)備、以及立體醫(yī)用顯示設(shè)備等）的發(fā)展是重點(diǎn)。

目前國(guó)際上高端的腫瘤診療一體化設(shè)備（如IGRT醫(yī)用電子直線加速器治療機(jī)），把錐形束（Cone beam） CT機(jī)集成在加速器治療機(jī)頭上，形成立體靜態(tài)和動(dòng)態(tài)成像結(jié)合，立體診斷與立體治療以及在線驗(yàn)證結(jié)合。當(dāng)然這種高性能的醫(yī)學(xué)診療設(shè)備價(jià)格也不菲，一些基層醫(yī)院還裝配不起。像迄今為止，世界上最昂貴的特大型醫(yī)療設(shè)備大概要數(shù)美國(guó)和比利時(shí)等國(guó)研制生產(chǎn)的精確腫瘤放療設(shè)備——醫(yī)用質(zhì)子加速器了，平均售價(jià)為每套1億美金左右，當(dāng)然從其性?xún)r(jià)比來(lái)說(shuō)，還值得進(jìn)一步商榷。

立體顯示在醫(yī)療應(yīng)用中的技術(shù)問(wèn)題

目前立體顯示設(shè)備在醫(yī)療實(shí)際應(yīng)用中，還存在著兩個(gè)急需解決的技術(shù)問(wèn)題：第一，眼睛觀視時(shí)間一長(zhǎng)（連續(xù)觀視超過(guò)5-10分鐘）容易暈；第二，字符顯示分辨率較低，看不清楚，較難根據(jù)軟件應(yīng)用程序進(jìn)行實(shí)際操作和指導(dǎo)。這些尚還不能滿(mǎn)足當(dāng)前臨床醫(yī)生的需要。這個(gè)“硬傷”導(dǎo)致立體顯示設(shè)備在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用受到一定的阻礙。因?yàn)獒t(yī)生在診查病人數(shù)字化影像或讀片時(shí)，一般需連續(xù)5-10分鐘甚至更長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)讀片觀視與會(huì)診分析，顯示器的性能應(yīng)穩(wěn)定，其圖像分辨率、亮度、灰度、頻率等參數(shù)不能對(duì)醫(yī)生的目視產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，哪怕是短暫的頭暈或者字符圖像模糊等都容易導(dǎo)致誤診。另外，絕大多數(shù)基于PC和圖形工作站的醫(yī)學(xué)應(yīng)用軟件都是視窗界面，軟件操作流程、幫助提示與警告提示等都需要字符菜單顯示，字符顯示不清將導(dǎo)致很難實(shí)際臨床應(yīng)用。

當(dāng)前，邱學(xué)軍提出利用雙顯示模式作暫時(shí)過(guò)渡的構(gòu)想，也即：一臺(tái)立體顯示器具有兩種顯示模式進(jìn)行2D/3D切換，或者采用雙顯示器模式（一臺(tái)2D顯示器顯示視窗界面字符和2D圖像，另一臺(tái)3D顯示器顯示立體圖像）。這一構(gòu)想得到同行的認(rèn)可，并開(kāi)始嘗試推廣應(yīng)用。但他也表示，這樣做是迫不得已，其軟硬件產(chǎn)品的配置與操作培訓(xùn)成本會(huì)相應(yīng)提高，軟件操作不夠人性化，有些醫(yī)生干脆還是采用原來(lái)的2D顯示器，因此，還是期望未來(lái)的新型立體顯示設(shè)備能夠徹底解決這些技術(shù)問(wèn)題，為在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的大規(guī)模推廣應(yīng)用立體顯示設(shè)備創(chuàng)造必要的條件。

邱學(xué)軍表示，無(wú)論是什么新的立體顯示設(shè)備，如果要在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用，都需要經(jīng)過(guò)我國(guó)特殊行業(yè)許可認(rèn)證，其流程是：至少提供兩套以上產(chǎn)品試驗(yàn)樣機(jī)，以及相應(yīng)的產(chǎn)品企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（注：相關(guān)適用的現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該引用），并通過(guò)省級(jí)以上醫(yī)療器械檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的技術(shù)檢驗(yàn)和電氣安全檢測(cè)，然后還須經(jīng)過(guò)兩家權(quán)威的省級(jí)以上（經(jīng)授權(quán)可臨床試驗(yàn)基地的）醫(yī)院進(jìn)行共60例以上的臨床驗(yàn)證，取得省級(jí)以上醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊(cè)證書(shū)，之后才能進(jìn)入醫(yī)院進(jìn)行臨床使用。當(dāng)然，有關(guān)臨床和技術(shù)培訓(xùn)工作和營(yíng)銷(xiāo)等隊(duì)伍建設(shè)也應(yīng)盡早規(guī)劃和配套實(shí)施，為未來(lái)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

3D數(shù)字化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)方興未艾

目前全球立體數(shù)字化診療設(shè)備技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化都面臨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的問(wèn)題。我國(guó)衛(wèi)生部有關(guān)機(jī)構(gòu)也已經(jīng)頒布了醫(yī)學(xué)影像基本功能規(guī)范。國(guó)際IHE組織（Integrating the Healthcare Enterprise，亦稱(chēng)為國(guó)際“集成健康計(jì)劃”或“一體化醫(yī)療管理”委員會(huì)），旨在通過(guò)設(shè)計(jì)和測(cè)試等手段，促進(jìn)和推廣全球醫(yī)療設(shè)備及其專(zhuān)用醫(yī)學(xué)軟件接口與圖文傳輸協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和網(wǎng)絡(luò)信息化，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)信息資源共享，并考慮到醫(yī)療保險(xiǎn)等行業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)要求。

IHE放射腫瘤學(xué)委員會(huì)

國(guó)際IHE組織的分支機(jī)構(gòu)有很多。其中之一就是國(guó)際IHE-RO（Integrating the Healthcare Enterprise in Radiation Oncology）組織（即IHE放射腫瘤學(xué)委員會(huì)），這已有中國(guó)的委員加入，邱學(xué)軍就是國(guó)際IHE-RO規(guī)劃委員會(huì)（Planning Committee）的委員，目前正在授權(quán)籌備成立IHE-RO China（中國(guó)）委員會(huì)，預(yù)計(jì)今年10月底召開(kāi)籌備成立大會(huì)，以積極促進(jìn)中國(guó)醫(yī)療信息數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)醫(yī)療資源共享，并與國(guó)際逐步接軌。這當(dāng)中自然要涉及到立體放療數(shù)據(jù)（包括2D/3D/4D影像、3D治療計(jì)劃等圖文數(shù)據(jù)）的顯示、傳輸、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)管理的標(biāo)準(zhǔn)化，這也是目前需要研究關(guān)注的重點(diǎn)之一。

他說(shuō)，希望通過(guò)這一組織，真正做點(diǎn)實(shí)事，既能結(jié)合我國(guó)國(guó)情，又能在關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)點(diǎn)上與國(guó)際接軌，加快提高我國(guó)衛(wèi)生醫(yī)療數(shù)字化、信息化以及資源共享水平，為廣大國(guó)民醫(yī)療健康事業(yè)和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展做出一點(diǎn)應(yīng)有的貢獻(xiàn)。