【編者按】

十年追光，上海科創征途勢如虹。

2014年5月，習近平總書記在上海考察時提出“加快向具有全球影響力的科技創新中心進軍”，上海的發展定位從“四個中心”拓展為“五個中心”。參與研制“天舟”、“神舟”、“羲和”、“祝融”等一批國之重器，推動C919國產大飛機、首艘國產大型郵輪問世……十年來，上海科創碩果累累。

在上海國際科創中心建設十周年之際，澎湃新聞推出“追光十年”特別策劃，聚焦上海科創邁向“全球影響力”之路的十個側面，解析上海打造科技強國建設重要引擎的動力源泉。

本篇關注企業科研力量。直接面向市場的科研團隊，如何開辟未知新路？

白浪 設計

PET/CT全稱“正電子發射/X射線計算機斷層成像系統”，這是輔助醫生檢查和發現重大疑難病癥的一雙“火眼金睛”。PET/CT一度被譽為“現代醫學高科技之冠”，作為醫學分子影像領域的一項革命性設備，其研發難度之大可想而知。

十多年前，這一領域被少數幾家跨國巨頭占據，如何突圍而出、自主研發出趕超國際領先水平的國產PET/CT，并持續創新迭代？來自上海聯影醫療科技股份有限公司（以下簡稱聯影醫療）的一支科研團隊，用13年時間實現了一系列突破，創造了諸多第一：從有著業界最小尺寸晶體的PET/CT uMI 510，到業界首款2米軸向視野PET/CT uEXPLORER，再到業界最高時間分辨率的PET/CT uMI Panorama，他們一次次深入“無人區”。

更讓人意想不到的是，這群研發人員的年齡大多在25-35歲之間。敢拼敢闖，這股年輕力量推動著中國醫療科研沖向最前沿。

“做世界最領先的產品”

王超還記得，2023年2月，當聯影醫療發布業界首款全芯無極數字PET/CT uMI Panorama之時，吸引了來自全世界的目光——該產品驗證了中國科學家的自主研發實力，代表了國產數字化PET/CT無論在空間分辨率、時間分辨率和定量準確性等各個方面，都已經走在了世界前列。

王超介紹，最新一代PET/CT uMI Panorama在此前聯影醫療自主研發的PET-CT 的基礎上推陳出新，打造出了“中國芯”、“AI腦”，首次在業界實現180皮秒量級超高時間分辨率。

而在十幾年前，這一切很難想象。那時，王超還在美國從事科研。是聯影醫療的創立，讓王超萌生了回國投身醫療設備研發的想法。

早在2011年，上海已呈現出醫療器械產業集中度高的特點，雄厚的制造業基礎、開放的對外環境、集聚的高端人才，讓上海吸引了諸多行業企業落子，聯影醫療正是在這樣的時代背景下扎根上海。也是在那時，王超選擇加入公司，成為分子影像設備研發團隊的成員之一，隨后逐漸成長為團隊帶頭人。

“在這之前，我在美國一所大學擔任研究員，已經有了五年的工作經歷。”王超回憶道，當時中國與歐美國家之間的研發實力差距很大，“那時，美國、歐洲等國有很多人在從事分子影像設備的研發，高水平的實驗室也很多，但真正商業化的產品很少，中國國內也沒有任何這樣的產品，但國內用戶的需求卻有很多，因此我們希望可以研發出這樣的產品，來造福患者。”

在王超看來，PET/CT對于推動精準醫療、提升醫療水平意義重大。他介紹，通過PET和CT聯合成像，通過引入放射性核素進行顯像，不僅呈現了傳統影像設備可以看到的組織結構形態，還能精準捕捉到細胞功能層面的變化，譬如腫瘤的代謝情況如何、是否發展轉移等等，從而一目了然地看到腫瘤在全身的分布狀況，“隨著人類對于健康的重視，它的重要性在臨床上越來越突出”。

但對于一家剛成立不久的醫療科技公司而言，創業維艱。

王超坦言，當時，研發團隊面臨的競爭對手是跨國企業“GPS”，即通用電氣、飛利浦、西門子醫療，“想要突圍，必須實現產品全鏈條的自主創新，做世界最領先的產品。”

不斷追趕，打破“最好”

回國后，王超和研發團隊要做的第一件事，就是將光子探測器的空間和時間分辨率提到最高，同時實現核心元件的自主研發，其中就包括探測器晶體、芯片的國產化。

王超（左一）及PET/CT uMI Panorama研發團隊成員，一同討論研發細節問題。

一臺PET/CT的研發，涉及多個核心部件與軟硬件，其中光子探測器是極為關鍵的一步，“PET/CT的原理是，接收人體注射顯像劑后、產生的不同方向的伽馬光子，通過精確測量兩個光子到達探測器的位置信息和時間信息，把病灶定位在一個精準的區域里。”王超介紹，光子探測器的空間和時間分辨率越好，探測的精度越高，設備就可以在短時間獲得高質量的圖像，對病灶的識別就越準確。

“在研發過程中，我們改良了晶體的工藝，使它的尺寸達到業界最小的2.76mm，從硬件上保證了更高的空間分辨率。”王超進一步回憶，還有一項其獨創的鉆石鏡面工藝，將光傳輸效率較傳統晶體工藝提升了30%，為系統更高時間分辨率奠定了基礎。2.76mm晶體最終被應用于最新一代PET/CT uMI Panorama光子探測器。

晶體之外，芯片也是探測器的核心部件。“當時，國外研發的探測器時間分辨率普遍水平在300皮秒到400皮秒，我們的目標就是要優于這個水平，希望是好于200皮秒。”王超說，時間分辨率要提升，芯片研發是關鍵。

作為王超研發團隊成員之一，研發工程師褚少平全程參與了最新一代PET/CT uMI Panorama光子探測器的研發過程，“整個探測器中，芯片必須要實現自主研發，前后我們花費2年半時間，研發了3版才達到了最好的性能。”

褚少平回憶，第一版芯片，他們做到了時間分辨率500-600皮秒，第二版芯片，則達到了國內當時最好水平——280皮秒，但當時業界最新最高標準已經達到214皮秒。“我們只能不斷追趕，不斷做技術優化，去打破國際最新標準。”褚少平說。

又花了近1年時間，團隊終于實現了200皮秒以下的標準，實測達到了180多皮秒。“這最大程度上提高了芯片的處理性能，壓低噪音，從而去精準識別存在噪聲里面的光子信號。” 褚少平說。

研發不止于此。如果說探測器是PET/CT的一雙眼睛，那么此后影像鏈的研發，猶如塑造強健骨骼并注入新鮮血液 。

“探測器的數據量很大，帶寬也很大，影像鏈系統需要與探測器進行數據通信，從探測器的海量數據中提取真正有效的信息，去偽存真。”參與影像鏈開發的研發工程師李俊表示，在整個研發過程中，影像鏈在硬件上進行了非常大的升級，提升了整體性能，使得數據得以充分的釋放，“這前后花費了4年時間”。

除了影像鏈，PET/CT的探測器也少不了“算法”的加持。“整個探測器需要一套物理算法，‘算法’直接面向醫生，提供用于醫生診斷的影像圖。”參與此項研究的工程師徐涵聰介紹。

徐涵聰說，PET/CT圖像重建算法要緊扣臨床診斷需求，持續創新。“目前，我們的‘算法’仍然在不斷地進化，技術的研發要緊跟時代的發展，不斷推陳出新。此前我們研發出來的一套全新高級應用算法，前后歷時2年多時間，推出多個業界首創的臨床應用功能，提供了更為精準的診斷圖像。”

“一臺PET/CT的研發是一個系統，不單單是一個硬件產品，這背后集結了諸多不同科研領域研發人員的持續接力創新。”在王超看來，這是一個需要動力和毅力的過程，對于其所在的研發團隊來說，內在驅動力就是臨床需求。

“隨著時代的發展，對疾病的探測是希望醫生看得越清楚越好，看得越精準越好。這個需求始終存在，我們研發醫療設備就該做到越來越好，不斷創造更多價值，為更多有需求的醫患服務。”王超說。

設備出海，入駐國際頂尖醫療機構

2023年2月，全新一代PET/CT uMI Panorama在醫療機構開展應用時，得到了諸多醫生認可——不僅僅是掃描速度超過以往任何一代產品，其成像也更為精準清晰。

“在過去，我們無法想象能做成這樣一款高精尖的醫療設備。而用了不到10年時間，我們挑戰高難度，再次超越了現有的技術水平，把所有治療參數都提高到了最高水平，我們真的做到了！”王超仍難掩激動。

王超表示，在研發過程中，研發團隊也在不斷關注新的技術力量，如半導體的發展、人工智能技術的興起，并嘗試注入AI算法、深度學習等新技術，這些都在幫助團隊思考如何優化傳統的技術，進一步提高PET/CT的性能。

眼下，由聯影醫療首先推出的“長軸”分子影像設備已經成為一股技術風潮，引領著整個行業的發展。

“簡單來理解，長軸就意味著PET的寬度，從頭頂到大腿的掃描只需一個床位即可完成。”王超解釋稱，常規PET/CT受制于15cm-30cm的軸向視野，采集影像時間較長，長軸向視野可以使短時間采集優勢更為明顯，也可以使放射性示蹤劑的輻射劑量更低，適合更多患者，更重要的是可以實現從傳統的“3D靜態成像”到“4D動態成像”，具有極高的科研價值。

國產PET/CT的出現，也使得PET/CT的價格大幅度下降，“降價的同時，設備的性能也變得更好了。”王超表示，目前，國產PET/CT已經在美國和歐洲都拿到了獲批上市的許可證，聯影醫療的分子影像設備迄今也已裝機數百臺，并入駐日本、澳大利亞、新西蘭、印度、意大利等多個國家，其中不乏像美國加利福尼亞大學戴維斯分校、耶魯大學、意大利博洛尼亞大學醫學院等一批全球頂尖機構。

聯影醫療uMI Panorama研發團隊部分成員，整個團隊成員年齡基本在25-35歲。

或許，你很難想象，這個研發出國產PET/CT的聯影醫療分子影像團隊，其成員大多年齡在25-35歲。

今年33歲的褚少平于2017年中科大博士畢業后加入聯影醫療，在他看來：“公司給我們提供了強大的平臺，以及研發所需要的資金、技術和合作，使得我們可以義無反顧地去投身研發。”

今年35歲的李俊則表示，真正吸引他留在聯影醫療的是其高端醫療設備領域的絕對領導力，同時，公司重視員工的發展和培養。“加入公司后，我就開始獨立負責一些工作，工作3-4年后就已經參與到高端設備的研發設計中。在這里，我的伙伴中有國內高學歷頂尖人才、海歸人員，大家敢闖、敢想，能和這樣一群人在一起工作很開心。”

聯影醫療uMI Panorama入駐美國路易斯安那分子影像診療中心。

聯影醫療最新披露的2023年年報顯示：該公司作為中國市場頭部的分子影像設備廠商之一，按照國內新增市場金額口徑統計，PET/CT和PET/MR連續多年實現中國市場占有率排名第一。國際市場方面，公司業務已覆蓋亞洲、美洲、歐洲、大洋洲、非洲超65 個國家和地區。

“這些年里，得益于上海的科創資源，聯影得以與一大批學界、業界的伙伴深度合作，其中有眾多高校、科研院所、頂尖三甲醫院。未來，我們將會不斷開拓新的技術，讓更多更優的國產分子影像設備出海遠航，讓中國的先進醫療科技造福世界更多患者。” 聯影集團董事長薛敏表示。

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