薪火甲子風(fēng)雨程
——醫(yī)工結(jié)合的若干史實(shí)與思考

自20 世紀(jì)50 年代中期從事專業(yè)工作迄今已逾甲子。由于工作性質(zhì)及個(gè)人愛好的原因，使我對(duì)影像技術(shù)及醫(yī)學(xué)工程技術(shù)均情有所鐘。孤燈鍵盤，回憶從此開始……

1 歷史回眸成串珠——早期的醫(yī)工結(jié)合

生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)是20 世紀(jì)70 年代蓬勃興起的一門新興邊緣性學(xué)科。上海市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)是我國最早成立的地方性生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)（早于成立全國性學(xué)會(huì)一年多），究其原因?yàn)樯虾ａt(yī)學(xué)界及工程界有一批創(chuàng)業(yè)的元老，因此在醫(yī)工結(jié)合方面率先前行。早年生物醫(yī)學(xué)工程的產(chǎn)業(yè)是醫(yī)療器械工業(yè)，新中國成立后，上海是國內(nèi)醫(yī)療器械工業(yè)最集中、最發(fā)達(dá)的地區(qū)。良好的土壤和環(huán)境催生了學(xué)會(huì)的成立，也推進(jìn)了醫(yī)工結(jié)合的發(fā)展，例如20 世紀(jì)50 年代載入史冊(cè)的搶救大面積燒傷用的燒傷治療床；60 年代斷手再植所用的器械；第一例置換的心臟球狀人工瓣膜、第一例心臟起搏器、第一例體外循環(huán)機(jī)等均為當(dāng)年醫(yī)工結(jié)合的產(chǎn)物。

2 花開并蒂齊芬芳——我國首批X線機(jī)的研制

1951 年上海精密醫(yī)療器械廠開始研制200 mA 四管全波整流型醫(yī)用診斷X 線機(jī)，該機(jī)研制過程僅歷時(shí)一年左右，于1952 年9 月末試制結(jié)束，當(dāng)時(shí)定名為“國慶號(hào)”，作為重大成果向國慶3 周年獻(xiàn)禮，并于1953 年正式投產(chǎn)。主管機(jī)關(guān)華東工業(yè)部曾給領(lǐng)銜此項(xiàng)目的主要工程師嚴(yán)家瑩、張熙民予以嘉獎(jiǎng)。幾乎同期，沈陽市醫(yī)藥公司所屬的東北精密醫(yī)療儀器廠也試制成功200 mA 四管全波整流型醫(yī)用診斷X 線機(jī)，試制人員為時(shí)任設(shè)計(jì)員的楊午及王佳雨等。兩臺(tái)樣機(jī)一并在北京市勞動(dòng)人民文化宮舉行的“全國第二屆衛(wèi)生事業(yè)成果展覽會(huì)”展出。隨后化工部決定將兩廠合并，在上海成立“上海精密醫(yī)療器械廠”，開始批量生產(chǎn)以“建設(shè)牌”命名的我國首批X 線機(jī)。

筆者曾于1961 年在該廠考察/進(jìn)修長(zhǎng)達(dá)一年，為形成跨界知識(shí)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了良好的條件，并因此得以有機(jī)緣參與“上海生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)放射工程研究會(huì)”的籌建工作，并任第一屆研究會(huì)常務(wù)副主委（圖1）。

圖1 1990年2月28日上海市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)放射醫(yī)學(xué)工程研究會(huì)成立。時(shí)任主委陳星榮教授（右4）、筆者（右5）報(bào)告籌備經(jīng)過，顧問徐驚伯教授（右3）、孔慶德教授（右2）等出席大會(huì)。

3 “稀土影屏伴吾眠”——數(shù)字化X線攝影的發(fā)展

20 世紀(jì)80 年代起數(shù)字化X 線攝影開始登堂入室并逐步成為主流技術(shù)，但自倫琴發(fā)現(xiàn)X 線后的將近一個(gè)世紀(jì)中均以增感屏-膠片的模式一統(tǒng)天下。因此增感屏及膠片的改進(jìn)成為全世界探索的課題。1974 年起上海醫(yī)療器械研究所與工廠、醫(yī)院合作研制稀土增感屏及開展臨床應(yīng)用研究。1978 年全國科學(xué)大會(huì)獲重大科研成果獎(jiǎng)。當(dāng)時(shí)國內(nèi)外媒體競(jìng)相報(bào)道，筆者珍藏1978 年《參考消息》一份（轉(zhuǎn)載美國《紐約時(shí)報(bào)》文章），以證其事（圖2）。

圖2 時(shí)任國務(wù)院副總理及國家科委主任的方毅同志（右圖左一），時(shí)任國家經(jīng)委主任的袁寶華同志（右圖左二）聽取筆者代表課題組的匯報(bào)。會(huì)議主持人為2009年國家重大科研成果獲獎(jiǎng)得者、北京大學(xué)化學(xué)系徐光憲院士（左圖左一），左圖右一為我國第一代鎢酸鈣增感屏制造工藝的主要研發(fā)者黃道榮工程師。

領(lǐng)獎(jiǎng)歸途中筆者即興賦詩一首，其中有“三年不知飯香甜，稀土影屏伴吾眠”之句，至今猶難以忘懷。

4 國產(chǎn)CT開先河

Hounsfield 發(fā)明CT 時(shí)曾預(yù)言：CT 將可使快速搏動(dòng)的冠狀動(dòng)脈成像。當(dāng)時(shí)聞聽此說，好比“嫦娥奔月”一般，僅為美麗的傳說?；仡?0 世紀(jì)80 年代初，筆者與陳星榮教授作為國產(chǎn)第一臺(tái)CT 的臨床試用者與受試志愿者，完成第一例人體成像時(shí)，掃描時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3 分20 秒（圖3～4）。今天CT 的毫秒級(jí)采集速度不但能使冠脈清晰成像，同時(shí)還能通過能譜成像等技術(shù)方法，觀察冠脈管壁斑塊的成分，從而評(píng)估其危險(xiǎn)度。Hounsfield 的預(yù)言實(shí)現(xiàn)了！

圖3 1983年，我國自制第一臺(tái)頭顱CT裝置在上海通過國家級(jí)鑒定。陳星榮教授（第一排左一）向鑒定會(huì)專家組演示病例，第二排右起為榮獨(dú)山教授、黃家駟院士、李鴻儒教授（華山醫(yī)院老院長(zhǎng)、骨科專家）、陳明進(jìn)高工（上海生物醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)第一任秘書長(zhǎng)）。第三排右起為筆者、榮德輿高工（原上海精密醫(yī)療器械廠總工程師）。

圖4 國產(chǎn)第一臺(tái)CT所拍攝的首例頭顱影像（筆者既參加臨床應(yīng)用研究，又為第一例志愿受試者，當(dāng)時(shí)的掃描時(shí)間長(zhǎng)達(dá)3分20秒），現(xiàn)該圖像已被CT博物館收藏。

5 網(wǎng)絡(luò)醫(yī)學(xué)初試水

1995 年，筆者所在醫(yī)院面臨升級(jí)改造，院方?jīng)Q定開發(fā)包括“圖像存檔和傳輸系統(tǒng)”（Picture Archiving and Communication System，PACS）在內(nèi)的“綜合信息管理系統(tǒng)”（圖5～6）。當(dāng)時(shí)我院裝備的影像設(shè)備有：CT、DSA（均無DICOM 接口）、X 線攝影、B 超和內(nèi)鏡，月數(shù)據(jù)量約為60 GB。項(xiàng)目由時(shí)任“上海交通大學(xué)生命科學(xué)院”院長(zhǎng)的莊天戈教授作為教學(xué)課題承擔(dān)。課題開始時(shí)，有幸得到國際著名PACS 專家、有“PACS 之父”之稱的美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）華裔科學(xué)家黃煥慶（H.K.Huang）教授的具體指導(dǎo)。同年由于IT 技術(shù)的快速發(fā)展，從1997 年項(xiàng)目啟動(dòng)到2002 年驗(yàn)收鑒定，5 年中實(shí)際上已完成了兩代PACS 及幾個(gè)版本軟件的開發(fā)。筆者由于參與該項(xiàng)目的評(píng)估、論證及相應(yīng)的對(duì)接工作，由此積累的相關(guān)知識(shí)，得以早期就介入我國的PACS 建設(shè)（史料見：《海上影像 百年輝煌》——上海市放射學(xué)發(fā)展史·人民衛(wèi)生出版社（2017年10 月第一版，第32 頁））。

圖5 上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院 影像科（筆者時(shí)任該院PACS項(xiàng)目顧問）

圖6 國際著名放射影像物理學(xué)專家Goodenogh（右二）參觀瑞金醫(yī)院PACS

遠(yuǎn)程放射作為遠(yuǎn)程醫(yī)療的一個(gè)分支，為世界各國優(yōu)化衛(wèi)生資源配置提供了一種合理、有效和經(jīng)濟(jì)的醫(yī)療服務(wù)手段，它可以提升醫(yī)學(xué)影像診斷資源的利用效率，將優(yōu)質(zhì)資源延伸到基層或邊緣地區(qū)，因此遠(yuǎn)程放射學(xué)在許多先進(jìn)國家備受重視。20 世紀(jì)90 年代，當(dāng)時(shí)雖然一般專業(yè)人員尚未建立起清晰的遠(yuǎn)程放射學(xué)概念，但是對(duì)數(shù)字化影像特有的網(wǎng)絡(luò)特性，卻在我個(gè)人的實(shí)踐中日益加深了體會(huì)，并常與工程界的朋友們一起琢磨、探索。正因?yàn)橛羞@樣的條件和氛圍，我和正在研究CR 設(shè)備與PACS 互聯(lián)的翁思躍先生一起，抓住了一次稍縱即逝的機(jī)會(huì)：那時(shí)CR 產(chǎn)品在新疆與哈薩克斯坦接壤的伊犁地區(qū)人民醫(yī)院安裝試用，有位名叫加伊那爾的少數(shù)民族小姑娘被馬的后蹄踢翻在地，當(dāng)時(shí)鮮血直流。正在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試設(shè)備的季翔工程師通過電話撥號(hào)上網(wǎng)將頭顱側(cè)位CR 像（顯示患者面部凹陷骨折）傳送至上海，傳送時(shí)間3.5 min（圖7）。

當(dāng)時(shí)雖然就技術(shù)層面而言，網(wǎng)絡(luò)通訊及圖像壓縮等相關(guān)技術(shù)都遠(yuǎn)沒達(dá)到可以實(shí)施遠(yuǎn)程圖像傳輸/診斷的水平，但這次偶然出現(xiàn)的機(jī)遇卻無意中造就了探索遠(yuǎn)程放射學(xué)的雛形，由此拉開我國遠(yuǎn)程診斷的序幕。2002 年進(jìn)行了SARS 的遠(yuǎn)程會(huì)診（圖8）。

圖7 20世紀(jì)90年代由新疆伊犁地區(qū)通過撥號(hào)上網(wǎng)傳送上海的頭顱側(cè)位CR像；顯示患者面部凹陷骨折，傳送時(shí)間約為3.5 min

圖8 2002年SARS肆虐，上海北京兩地專家通過遠(yuǎn)程會(huì)診的方式進(jìn)行討論。上海方面由筆者（時(shí)任“中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)副主委”）和瑞金醫(yī)院影像科主任陳克敏教授主持。

6 若有所悟錄于斯

作為一個(gè)行業(yè)老兵的千慮之一得，錄之供參考。

（1）欣逢盛世，我國醫(yī)療器械事業(yè)的發(fā)展遇到前所未有的契機(jī)。促進(jìn)醫(yī)療器械的發(fā)展成為國家意志的體現(xiàn)，新華通訊社在國際醫(yī)師節(jié)期間向全世界播發(fā)了有關(guān)我國影像設(shè)備發(fā)展歷程的視頻，點(diǎn)擊次數(shù)達(dá)115 萬人/次。繼之《人民日?qǐng)?bào)》又在頭版頭條刊登了相關(guān)報(bào)道（圖9）。

圖9 《人民日?qǐng)?bào)》刊登題為“劈波斬浪駛向光明未來”的文章，報(bào)道我國研制的PET/CT登陸美國

（2）醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的研發(fā)、試用、評(píng)價(jià)等工作必須依靠臨床醫(yī)師/技師（醫(yī)學(xué)物理師）與工程專家的緊密合作，乃至根據(jù)臨床醫(yī)學(xué)的需求，實(shí)施個(gè)性化“定制”設(shè)備。證諸我國醫(yī)院排行榜前列的“中國人民解放軍總醫(yī)院（301 醫(yī)院）”長(zhǎng)期以來與民族品牌企業(yè)有良好的技術(shù)合作。民族品牌的3.0T 核磁共振裝置、96 環(huán)光導(dǎo)PET/CT 等全線產(chǎn)品在該院的應(yīng)用已長(zhǎng)達(dá)5 年，多位頂級(jí)的影像專家為民族品牌產(chǎn)品進(jìn)行量身定制了掃描序列/參數(shù)和技術(shù)規(guī)范，甚至在線直播系列教學(xué)課程，既使產(chǎn)品得以推廣，又使基層醫(yī)務(wù)人員受益。此外，在國家工信部、國家衛(wèi)健委聯(lián)合組織實(shí)施的“國產(chǎn)醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用示范項(xiàng)目”中，301 醫(yī)院牽頭，就這些影像設(shè)備的功能、性能、可靠性、有效性、經(jīng)濟(jì)性等，開展與進(jìn)口同類產(chǎn)品的對(duì)比研究。凡此種種都體現(xiàn)了國家產(chǎn)業(yè)政策的導(dǎo)向。

（3）當(dāng)今人工智能（Artificial in Telligence，AI）在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域 雖然其應(yīng)用日益受到重視，但主要都基于開源算法（Open Source），均為二次數(shù)據(jù)。自主核心的架構(gòu)和理論太少，幾乎沒有使用一次數(shù)據(jù)的（設(shè)備和數(shù)據(jù)協(xié)議主要掌握在國外廠商手中）。今天與民族企業(yè)聯(lián)合開發(fā)的AI，其底層數(shù)據(jù)均來自中國，筆者認(rèn)為：這是應(yīng)該載入我國影像事業(yè)史冊(cè)的大事。

（4）目前一個(gè)重要的事實(shí)是，影像產(chǎn)品行業(yè)（含關(guān)鍵性零部件產(chǎn)品）群雄紛起，難免良莠不齊。以磁共振成像裝置為例，國外生產(chǎn)廠商總計(jì)不超過10 家，而我國目前已達(dá)20 家之多。大多處于“購買部件組裝/系統(tǒng)集成”階段。更有甚者，如DR X 線攝影機(jī)集成商，通知零部件廠商送貨至用戶單位，工程人員直接在現(xiàn)場(chǎng)拼裝，未經(jīng)零部件檢測(cè)/驗(yàn)收、精準(zhǔn)聯(lián)機(jī)調(diào)試等操作流程，直接交付用戶使用。這種做法對(duì)影像產(chǎn)品的使用質(zhì)量無法達(dá)到滿意的效果。

（5）醫(yī)療設(shè)備是健康中國的物質(zhì)保障，關(guān)系到國計(jì)民生及民族昌盛。醫(yī)療設(shè)備的高質(zhì)量發(fā)展關(guān)鍵在其核心零部件的質(zhì)量，我國民族品牌的數(shù)字化平板探測(cè)器（Flat Panel Detector，F(xiàn)PD）在這方面取得了優(yōu)異的成績(jī)，值得慶賀（圖10）。但是另一方面，應(yīng)引起業(yè)界關(guān)注的是，在某核心零部件的制造商中響起的雜音：“法律、法規(guī)影響創(chuàng)新的生態(tài)環(huán)境……”。需知任何情況下，法律、法規(guī)是保證醫(yī)療質(zhì)量不可逾越的底線、紅線、高壓線！愿閣下好自為之！

圖10 應(yīng)用國產(chǎn)FPD進(jìn)行靜態(tài)CT掃描的小魚，左圖為魚頭的切面，右圖為魚全身剖面

7 結(jié)語

愿以聯(lián)句數(shù)語作為本文結(jié)尾：

當(dāng)年跨界術(shù)業(yè)昌，而今更見雄心壯；

歷史無言勉今人，留給后人是華章！