中國科學院大恒醫療設備公司總工程師邱學軍是中國立體放射診療技術產、學、研結合專家。談到立體放射診療技術及設備，他如數家珍。在充分了解和理解中國立體技術在數字化腫瘤治療以及其它醫學診療方面的應用和發展情況后，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、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年代中期到現在，邱學軍就作為技術總負責人在中科院、大恒集團及醫療設備公司的領導和支持下，帶領技術團隊共同努力，研發出具有國內領先水平、達到國際先進水平的數字化腫瘤精確放射治療集成產品——STAR系列（3D）立體定向放射治療計劃系統。

STAR系列（3D）立體定向放射治療計劃系統

該系統包括精確立體X-刀系統、3D適形放療及調強適形放療計劃系統等，是面向廣大醫院進行腫瘤精確數字化定位與臨床精確放射治療的重大產品。它是在“九五”末期863計劃有關“三維放射治療計劃優化技術研究”重點課題、以及“十五”期間863計劃課題“高精度三維數字醫學圖像處理技術及應用系統”和“十一五”期間863計劃課題“數字化立體定向（調強適形）放射治療計劃系統研究”的基礎上，綜合集成形成的以3D數字醫學圖像采集與處理、高精度立體定位與空間入射路徑優化、以及3D射線劑量算法應用為核心的重要商品化軟硬件產品。該產品治療精度高（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、腫瘤靶區和正常組織邊界確定，多模態醫學影像融合（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字化放射診療過程，為醫生做復雜精確放療提供科學、完全數字化的臨床解決方案。

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

實際上，在涉足立體醫學診療研究之前，邱學軍一直從事3D立體軍事應用研發工作。1986-1992年他就在國防科工委某部進行立體作戰模擬系統分析。1982-1985年還在母校南京航空學院（現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數字化醫療產業發展

3D立體技術在醫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，而且在醫學領域的其它應用和推廣正在加速進行中，發展空間極其廣闊。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，在醫學上的應用也正在快速發展。

體視學，是一門新興的應用學科，但已廣泛應用于生物醫學領域，用中國體視學學會會長唐勇先生的話說：“這是一門介于形態學與數學之間的新學科。簡單地說，就是借助計算機及數據處理系統和顯微鏡及顯做成像系統，將二維平面經過成像及計算機分析處理得到三維形態，以準確地對物體進行定量及形態結構分析。”

荷蘭飛利浦公司已經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的研發、營銷和醫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（帶時相序列的動態成像系統），以及美國瓦里安公司、德國西門子公司和瑞典醫科達公司的基于3D/4D影像引導的放射治療系統（IGRT）等新型數字化立體診療設備產品，已逐漸開始應用并形成新的增長點。

大恒醫療基于4D CT等動態人體醫學圖像序列的IGRT計劃系統也已經研發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，國內研究機構和產業界應該加以日益關注。這些研發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國際醫學影像物理和工程大會暨中國醫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、應用和產業化方面，目前中國總體處于中流稍偏上水平，盡管在醫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及X（g）-刀系統、立體超聲聚焦治療系統等研發、應用與產業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。國內很多單位如中科院有關研究所和企業、醫科院、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、學、研、醫、政結合是未來發展的必然趨勢。

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

目前國際上高端的腫瘤診療一體化設備（如IGRT醫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，形成立體靜態和動態成像結合，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學診療設備價格也不菲，一些基層醫院還裝配不起。像迄今為止，世界上最昂貴的特大型醫療設備大概要數美國和比利時等國研制生產的精確腫瘤放療設備——醫用質子加速器了，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。

立體顯示在醫療應用中的技術問題

目前立體顯示設備在醫療實際應用中，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生的需要。這個“硬傷”導致立體顯示設備在醫學領域的推廣應用受到一定的阻礙。因為醫生在診查病人數字化影像或讀片時，一般需連續5-10分鐘甚至更長時間的連續讀片觀視與會診分析，顯示器的性能應穩定，其圖像分辨率、亮度、灰度、頻率等參數不能對醫生的目視產生嚴重的影響，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，絕大多數基于PC和圖形工作站的醫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，為在醫學領域的大規模推廣應用立體顯示設備創造必要的條件。

邱學軍表示，無論是什么新的立體顯示設備，如果要在醫學領域應用，都需要經過我國特殊行業許可認證，其流程是：至少提供兩套以上產品試驗樣機，以及相應的產品企業標準（注：相關適用的現有國家標準和行業標準應該引用），并通過省級以上醫療器械檢驗機構的技術檢驗和電氣安全檢測，然后還須經過兩家權威的省級以上（經授權可臨床試驗基地的）醫院進行共60例以上的臨床驗證，取得省級以上醫療器械產品注冊證書，之后才能進入醫院進行臨床使用。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劃和配套實施，為未來規模化、產業化批量生產和推廣應用打好基礎。

3D數字化醫療產業方興未艾

目前全球立體數字化診療設備技術及產業化都面臨著技術標準化和規范化的問題。我國衛生部有關機構也已經頒布了醫學影像基本功能規范。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，促進和推廣全球醫療設備及其專用醫學軟件接口與圖文傳輸協議的標準化、規范化和網絡信息化，實現醫學信息資源共享，并考慮到醫療保險等行業統計數據要求。

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，以積極促進中國醫療信息數字化、標準化，實現國內醫療資源共享，并與國際逐步接軌。這當中自然要涉及到立體放療數據（包括2D/3D/4D影像、3D治療計劃等圖文數據）的顯示、傳輸、存儲以及網絡管理的標準化，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，又能在關鍵技術環節點上與國際接軌，加快提高我國衛生醫療數字化、信息化以及資源共享水平，為廣大國民醫療健康事業和實現產業化發展做出一點應有的貢獻。