邱学军:3D数字化医疗产业方兴未艾
邱学军 中国立体放射诊疗技术产、学、研结合专家
中国科学院大恒医疗设备公司总工程师邱学军是中国立体放射诊疗技术产、学、研结合专家。谈到立体放射诊疗技术及设备,他如数家珍。在充分了解和理解中国立体技术在数字化肿瘤治疗以及其它医学诊疗方面的应用和发展情况后,让我们在闷热的夏天犹如呼吸了一股新鲜的空气。
邱学军的3D融合之路
早在上个世纪90年代中期到现在,邱学军就作为技术总负责人在中科院、大恒集团及医疗设备公司的领导和支持下,带领技术团队共同努力,研发出具有国内领先水平、达到国际先进水平的数字化肿瘤精确放射治疗集成产品——STAR系列(3D)立体定向放射治疗计划系统。
该系统包括精确立体X-刀系统、3D适形放疗及调强适形放疗计划系统等,是面向广大医院进行肿瘤精确数字化定位与临床精确放射治疗的重大产品。它是在“九五”末期863计划有关“三维放射治疗计划优化技术研究”重点课题、以及“十五”期间863计划课题“高精度三维数字医学图像处理技术及应用系统”和“十一五”期间863计划课题“数字化立体定向(调强适形)放射治疗计划系统研究”的基础上,综合集成形成的以3D数字医学图像采集与处理、高精度立体定位与空间入射路径优化、以及3D射线剂量算法应用为核心的重要商品化软硬件产品。该产品治疗精度高(3D空间综合治疗定位精度达1mm),符合国际国内标准要求,能完整模拟病人3D影像扫描定位、3D图像重建、图像分割、肿瘤靶区和正常组织边界确定,多模态医学影像融合(Fusion)处理、空间自动识别定位、3D照射野设计与治疗计划模拟、以及剂量立体评估等整个数字化放射诊疗过程,为医生做复杂精确放疗提供科学、完全数字化的临床解决方案。
目前,该产品已获得国家食品药品监督管理局市场准入注册,被国内400家大中型医疗机构采用,治疗肿瘤患者超过15万例,目前在国内市场占有率位居第一。
实际上,在涉足立体医学诊疗研究之前,邱学军一直从事3D立体军事应用研发工作。1986-1992年他就在国防科工委某部进行立体作战模拟系统分析。1982-1985年还在母校南京航空学院(现为南京航空航天大学)攻读研究生时,当时他就利用立体仿真技术进行飞机风洞试验和计算。
邱学军表示,“没有三维(3D),就没有真实感,航空航天研究是如此,人体医学研究与应用也是如此。三维(3D)技术已是目前很多学科技术领域应用的一个基本技术”。
3D数字化医疗产业发展
3D立体技术在医学方面的应用不仅包括肿瘤治疗(如立体放射治疗和外科手术)和影像诊断(如立体X光机)等方面,而且在医学领域的其它应用和推广正在加速进行中,发展空间极其广阔。近几年特别是2007年北美放射学会年会以后,4D技术以及直接快速体视X线成像与处理技术,在医学上的应用也正在快速发展。
体视学,是一门新兴的应用学科,但已广泛应用于生物医学领域,用中国体视学学会会长唐勇先生的话说:“这是一门介于形态学与数学之间的新学科。简单地说,就是借助计算机及数据处理系统和显微镜及显做成像系统,将二维平面经过成像及计算机分析处理得到三维形态,以准确地对物体进行定量及形态结构分析。”
荷兰飞利浦公司已经宣布停止立体显示器计划,但在快速立体X光机/CT机和立体放疗计划系统的研发、营销和医疗应用上却取得了重大进展和成效,德国西门子、美国GE、日本东芝等公司的4D CT机(带时相序列的动态成像系统),以及美国瓦里安公司、德国西门子公司和瑞典医科达公司的基于3D/4D影像引导的放射治疗系统(IGRT)等新型数字化立体诊疗设备产品,已逐渐开始应用并形成新的增长点。
大恒医疗基于4D CT等动态人体医学图像序列的IGRT计划系统也已经研发成功并开始推广应用。预计4D技术以及直接快速体视成像与处理技术不仅会在医学上广泛应用,而且也将在其它立体视像技术领域应用和升级拓展,国内研究机构和产业界应该加以日益关注。这些研发新动向和新成果将在今年10月23-25日在南京召开的“长江2009国际医学影像物理和工程大会暨中国医学影像物理学术年会”上进行交流和展示。
总的来说,在肿瘤立体诊疗技术研发、应用和产业化方面,目前中国总体处于中流稍偏上水平,尽管在医用直线加速器治疗机方面相对落后一些,但在立体定向放疗计划系统及X(g)-刀系统、立体超声聚焦治疗系统等研发、应用与产业化方面还是有很多亮点的;美国、欧洲国家目前总体属于领先水平;日本在立体影像诊断方面与美欧相近,在肿瘤立体治疗领域方面与我
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