90后姑娘给国产高端医疗器械装上“最强大脑”_叶青_成像_算法
图为叶青在介绍PET—CT动态成像原理。本报记者 黄晓慧摄
“信噪比还是差一点,得调整一下参数。”算法研发负责人叶青紧盯着刚跑出来的重建图像,眉头微蹙。
上海联影医疗高级应用算法部,屏幕上跳动着正电子发射断层成像(PET)数据流,叶青正试图从海量噪声中算出更清晰的病灶轨迹。
1993年出生的叶青,是部门的技术骨干。她专攻参数成像重建、动态运动校正等关键技术,用一行行代码,给国产高端医疗器械装上“最强大脑”,不仅“看得见”,更“看得准、看得懂”。
与分子成像结缘,始于在清华大学工程物理系攻读核医学方向研究生。彼时,高端医疗扫描成像设备大多依赖进口,国际上一些最新的分子成像技术也亟待落地转化。“以PET为例,当时大部分扫描成像都是静态的,患者注射显影剂,要等1个小时左右,等显影剂‘跑遍’全身后,才开始分段扫描,再合成影像。”叶青说,“医生看到的是一张张静态的片子,不是实时成像的动态过程。”
2017年,全球首台全景动态扫描PET—CT“探索者”亮相中国国际医疗器械博览会。近2米轴向视野,一个床位完成从头到脚全身扫描,将传统20分钟扫描时间缩短至30秒显像。“太惊艳了!”叶青说,“一些老牌国际医疗器械企业当时认为长轴向PET研发难度太大,即便做出来也会因为价格高昂没有市场。但中国团队坚持攻关,把设备做出来了,而且拿下国际订单,足以说明我们的自主创新能力和定力。”
2020年,博士毕业的叶青加入联影,参与研制更先进的PET设备,难题随即摆在面前:
传统PET轴向视野仅20—30厘米,而“探索者”实现了近2米全身覆盖,灵敏度提升40倍。这带来了前所未有的数据洪流,传统迭代重建算法算得慢、噪声大,难以满足临床实时性需求。“数据量是以前的几十倍,要求扫描时,患者平躺着尽可能不要动,连大口喘气都不行,否则出来的图像就会失准。”叶青说,“但这很难做到,对患者来说也不够友好,算法工程师要做的就是校正这些图像。”
那段时间,叶青和团队天天泡在数据里,尝试了十几种组织分割和配准模型。传统算法获取的是PET扫描时间内,放射性药物在患者体内代谢速度的累积数据,根据数据建构图像,具有一定延后效应;叶青则创新性地在图像建构过程中,实时动态获取放射性药物的代谢速度数据。“就像拼拼图,一边拼图一边寻找匹配的下一块,而不是等全部图片都出来了再去拼。这样的动态算法能兼顾图像的清晰度和放射性药物的安全使用剂量。”
经过数月攻关,团队成功开发出超清重建算法,图像信噪比大幅提升。当首张全身动态代谢电影在屏幕上清晰呈现时,叶青长舒一口气:“算法工程师的价值,就是让物理探测器***集的每一个光子,都不被浪费。”
入职联影医疗5年多来,叶青与专业医生一起“读过”无数的片子,每次看到被病魔“侵犯”的身体影像,她都会心疼。
“我们眼前从来不是冰冷的数据,而是一个个忍受病痛折磨的人,希望能研制出更精准、更先进的设备,帮患者们更快发现微小病灶、更准确地区分肿瘤良恶性。”叶青说。
如今,叶青参与研制的PET设备成为医学界的主流机型,除了应用于国内三甲医院,还进入了过去被外国企业垄断的欧美市场。她还受邀在国际顶级学会上做学术报告,分享PET研发心得。
谈及未来,叶青的目光投向了分子影像诊断与靶向治疗一体化。
“肿瘤治疗最好能实现诊疗一体化,在扫描的同时也能做放疗方案规划和放疗效果监测,减少患者被放射性设备扫描的次数。新一代分子影像设备不仅要‘看得准’,更要‘治得准’。”在叶青看来,为高端医疗器械做“柔性大脑”,是将冰冷的探测器数据转化为有温度的临床洞察。“我们这代人,有幸站在国产高端医疗器械崛起的风口。我的梦想很简单,让中国医生用上世界领先的智能诊断工具,让‘中国算法’成为精准医疗的标配。”
在上海嘉定“联影小镇”,高端医疗装备生产研发基地二期正拔地而起,在这片创新热土上,无数像叶青一样的年轻人,正执笔描绘我国高端医疗器械自主创新的蓝图。
(人民日报)返回搜狐,查看更多
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