中國科學院大恒醫(yī)療設備公司總工程師邱學軍是中國立體放射診療技術產(chǎn)、學、研結合專家。談到立體放射診療技術及設備，他如數(shù)家珍。在充分了解和理解中國立體技術在數(shù)字化腫瘤治療以及其它醫(yī)學診療方面的應用和發(fā)展情況后，讓我們在悶熱的夏天猶如呼吸了一股新鮮的空氣。

 
中國立體放射診療技術產(chǎn)、學、研結合專家 邱學軍

邱學軍的3D融合之路

早在上個世紀90年代中期到現(xiàn)在，邱學軍就作為技術總負責人在中科院、大恒集團及醫(yī)療設備公司的領導和支持下，帶領技術團隊共同努力，研發(fā)出具有國內(nèi)領先水平、達到國際先進水平的數(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劃系統(tǒng)。

STAR系列（3D）立體定向放射治療計劃系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括精確立體X-刀系統(tǒng)、3D適形放療及調(diào)強適形放療計劃系統(tǒng)等，是面向廣大醫(yī)院進行腫瘤精確數(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計劃有關“三維放射治療計劃優(yōu)化技術研究”重點課題、以及“十五”期間863計劃課題“高精度三維數(shù)字醫(yī)學圖像處理技術及應用系統(tǒng)”和“十一五”期間863計劃課題“數(shù)字化立體定向（調(diào)強適形）放射治療計劃系統(tǒng)研究”的基礎上，綜合集成形成的以3D數(shù)字醫(yī)學圖像采集與處理、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1mm），符合國際國內(nèi)標準要求，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)學影像融合（Fusion）處理、空間自動識別定位、3D照射野設計與治療計劃模擬、以及劑量立體評估等整個數(shù)字化放射診療過程，為醫(yī)生做復雜精確放療提供科學、完全數(shù)字化的臨床解決方案。

目前，該產(chǎn)品已獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局市場準入注冊，被國內(nèi)400家大中型醫(yī)療機構采用，治療腫瘤患者超過15萬例，目前在國內(nèi)市場占有率位居第一。

實際上，在涉足立體醫(yī)學診療研究之前，邱學軍一直從事3D立體軍事應用研發(fā)工作。1986-1992年他就在國防科工委某部進行立體作戰(zhàn)模擬系統(tǒng)分析。1982-1985年還在母校南京航空學院（現(xiàn)為南京航空航天大學）攻讀研究生時，當時他就利用立體仿真技術進行飛機風洞試驗和計算。

邱學軍表示，“沒有三維（3D），就沒有真實感，航空航天研究是如此，人體醫(yī)學研究與應用也是如此。三維（3D）技術已是目前很多學科技術領域應用的一個基本技術”。

3D數(shù)字化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)發(fā)展

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

體視學，是一門新興的應用學科，但已廣泛應用于生物醫(yī)學領域，用中國體視學學會會長唐勇先生的話說：“這是一門介于形態(tài)學與數(shù)學之間的新學科。簡單地說，就是借助計算機及數(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)過成像及計算機分析處理得到三維形態(tài)，以準確地對物體進行定量及形態(tài)結構分析。”

荷蘭飛利浦公司已經(jīng)宣布停止立體顯示器計劃，但在快速立體X光機/CT機和立體放療計劃系統(tǒng)的研發(fā)、營銷和醫(yī)療應用上卻取得了重大進展和成效，德國西門子、美國GE、日本東芝等公司的4D CT機（帶時相序列的動態(tài)成像系統(tǒng)），以及美國瓦里安公司、德國西門子公司和瑞典醫(yī)科達公司的基于3D/4D影像引導的放射治療系統(tǒng)（IGRT）等新型數(shù)字化立體診療設備產(chǎn)品，已逐漸開始應用并形成新的增長點。

大恒醫(yī)療基于4D CT等動態(tài)人體醫(yī)學圖像序列的IGRT計劃系統(tǒng)也已經(jīng)研發(fā)成功并開始推廣應用。預計4D技術以及直接快速體視成像與處理技術不僅會在醫(yī)學上廣泛應用，而且也將在其它立體視像技術領域應用和升級拓展，國內(nèi)研究機構和產(chǎn)業(yè)界應該加以日益關注。這些研發(fā)新動向和新成果將在今年10月23-25日在南京召開的“長江2009國際醫(yī)學影像物理和工程大會暨中國醫(yī)學影像物理學術年會”上進行交流和展示。

總的來說，在腫瘤立體診療技術研發(fā)、應用和產(chǎn)業(yè)化方面，目前中國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方面相對落后一些，但在立體定向放療計劃系統(tǒng)及X（g）-刀系統(tǒng)、立體超聲聚焦治療系統(tǒng)等研發(fā)、應用與產(chǎn)業(yè)化方面還是有很多亮點的；美國、歐洲國家目前總體屬于領先水平；日本在立體影像診斷方面與美歐相近，在腫瘤立體治療領域方面與我國相對接近，而韓國大致基本處于中流水平。國內(nèi)很多單位如中科院有關研究所和企業(yè)、醫(yī)科院、萬東、東軟、清華、北大、北航、復旦、東南和重慶大學等單位專家也在做這方面的研究，產(chǎn)、學、研、醫(yī)、政結合是未來發(fā)展的必然趨勢。

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

目前國際上高端的腫瘤診療一體化設備（如IGRT醫(yī)用電子直線加速器治療機），把錐形束（Cone beam） CT機集成在加速器治療機頭上，形成立體靜態(tài)和動態(tài)成像結合，立體診斷與立體治療以及在線驗證結合。當然這種高性能的醫(yī)學診療設備價格也不菲，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)療設備大概要數(shù)美國和比利時等國研制生產(chǎn)的精確腫瘤放療設備——醫(yī)用質(zhì)子加速器了，平均售價為每套1億美金左右，當然從其性價比來說，還值得進一步商榷。

立體顯示在醫(yī)療應用中的技術問題

目前立體顯示設備在醫(yī)療實際應用中，還存在著兩個急需解決的技術問題：第一，眼睛觀視時間一長（連續(xù)觀視超過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)軟件應用程序進行實際操作和指導。這些尚還不能滿足當前臨床醫(yī)生的需要。這個“硬傷”導致立體顯示設備在醫(yī)學領域的推廣應用受到一定的阻礙。因為醫(yī)生在診查病人數(shù)字化影像或讀片時，一般需連續(xù)5-10分鐘甚至更長時間的連續(xù)讀片觀視與會診分析，顯示器的性能應穩(wěn)定，其圖像分辨率、亮度、灰度、頻率等參數(shù)不能對醫(yī)生的目視產(chǎn)生嚴重的影響，哪怕是短暫的頭暈或者字符圖像模糊等都容易導致誤診。另外，絕大多數(shù)基于PC和圖形工作站的醫(yī)學應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，字符顯示不清將導致很難實際臨床應用。

當前，邱學軍提出利用雙顯示模式作暫時過渡的構想，也即：一臺立體顯示器具有兩種顯示模式進行2D/3D切換，或者采用雙顯示器模式（一臺2D顯示器顯示視窗界面字符和2D圖像，另一臺3D顯示器顯示立體圖像）。這一構想得到同行的認可，并開始嘗試推廣應用。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成本會相應提高，軟件操作不夠人性化，有些醫(yī)生干脆還是采用原來的2D顯示器，因此，還是期望未來的新型立體顯示設備能夠徹底解決這些技術問題，為在醫(yī)學領域的大規(guī)模推廣應用立體顯示設備創(chuàng)造必要的條件。

邱學軍表示，無論是什么新的立體顯示設備，如果要在醫(yī)學領域應用，都需要經(jīng)過我國特殊行業(yè)許可認證，其流程是：至少提供兩套以上產(chǎn)品試驗樣機，以及相應的產(chǎn)品企業(yè)標準（注：相關適用的現(xiàn)有國家標準和行業(yè)標準應該引用），并通過省級以上醫(yī)療器械檢驗機構的技術檢驗和電氣安全檢測，然后還須經(jīng)過兩家權威的省級以上（經(jīng)授權可臨床試驗基地的）醫(yī)院進行共60例以上的臨床驗證，取得省級以上醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證書，之后才能進入醫(yī)院進行臨床使用。當然，有關臨床和技術培訓工作和營銷等隊伍建設也應盡早規(guī)劃和配套實施，為未來規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)和推廣應用打好基礎。

3D數(shù)字化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)方興未艾

目前全球立體數(shù)字化診療設備技術及產(chǎn)業(yè)化都面臨著技術標準化和規(guī)范化的問題。我國衛(wèi)生部有關機構也已經(jīng)頒布了醫(yī)學影像基本功能規(guī)范。國際IHE組織（Integrating the Healthcare Enterprise，亦稱為國際“集成健康計劃”或“一體化醫(yī)療管理”委員會），旨在通過設計和測試等手段，促進和推廣全球醫(yī)療設備及其專用醫(yī)學軟件接口與圖文傳輸協(xié)議的標準化、規(guī)范化和網(wǎng)絡信息化，實現(xiàn)醫(yī)學信息資源共享，并考慮到醫(yī)療保險等行業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)要求。

IHE放射腫瘤學委員會

國際IHE組織的分支機構有很多。其中之一就是國際IHE-RO（Integrating the Healthcare Enterprise in Radiation Oncology）組織（即IHE放射腫瘤學委員會），這已有中國的委員加入，邱學軍就是國際IHE-RO規(guī)劃委員會（Planning Committee）的委員，目前正在授權籌備成立IHE-RO China（中國）委員會，預計今年10月底召開籌備成立大會，以積極促進中國醫(yī)療信息數(shù)字化、標準化，實現(xiàn)國內(nèi)醫(yī)療資源共享，并與國際逐步接軌。這當中自然要涉及到立體放療數(shù)據(jù)（包括2D/3D/4D影像、3D治療計劃等圖文數(shù)據(jù)）的顯示、傳輸、存儲以及網(wǎng)絡管理的標準化，這也是目前需要研究關注的重點之一。

他說，希望通過這一組織，真正做點實事，既能結合我國國情，又能在關鍵技術環(huán)節(jié)點上與國際接軌，加快提高我國衛(wèi)生醫(yī)療數(shù)字化、信息化以及資源共享水平，為廣大國民醫(yī)療健康事業(yè)和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展做出一點應有的貢獻。