逐夢(mèng)輻射成像技術(shù)制高點(diǎn)

X射線的發(fā)現(xiàn)開啟了X射線測(cè)量學(xué)的新時(shí)代，科研人員前赴后繼推動(dòng)了醫(yī)學(xué)影像、工業(yè)探傷、安檢防爆等領(lǐng)域的科技變革。作為X光成像技術(shù)研究隊(duì)伍中的一分子，清華大學(xué)工程物理系長(zhǎng)聘副教授高河偉長(zhǎng)期從事輻射成像尤其是X射線CT成像的相關(guān)研究，并已取得諸多可圈可點(diǎn)的成果。他的科研成果曾轉(zhuǎn)化應(yīng)用為世界首套CT型航空貨物安全檢查系統(tǒng)；作為核心成員，他曾參與研發(fā)通用電氣高端醫(yī)學(xué)診斷CT機(jī)——Revolution CT，RefleXion（美國(guó)一家腫瘤放射治療設(shè)備開發(fā)商）醫(yī)療公司的世界首臺(tái)基于PET和CT的生物學(xué)引導(dǎo)放射治療儀等；作為主要完成人之一，他還曾參與研制世界首套基于碳納米管分布式光源的靜態(tài)CT智能檢查系統(tǒng)。

致力于前沿科學(xué)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及其應(yīng)用研究，在寬錐CT成像及其能譜技術(shù)、新型X射線/CT成像理論和重建方法上高河偉已探索多年，為實(shí)現(xiàn)搶占新一代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)制高點(diǎn)、提升國(guó)產(chǎn)醫(yī)療器械競(jìng)爭(zhēng)力，加快我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展目標(biāo)，高河偉一直在持續(xù)突破，深耕不輟。

轉(zhuǎn)換賽道 挖掘潛能

水木清華，鐘靈毓秀，清華大學(xué)獨(dú)特的魅力和深厚的文化底蘊(yùn)，滋養(yǎng)了清華學(xué)子特有的志趣和氣質(zhì)，高河偉的科研之路就起步于此。

2003年在清華大學(xué)工程物理系工程物理專業(yè)本科畢業(yè)后，高河偉留系繼續(xù)直博深造，并于2008年獲得核科學(xué)與技術(shù)博士學(xué)位。清華求學(xué)9年，博士畢業(yè)時(shí)高河偉獲得一個(gè)到美國(guó)學(xué)習(xí)交流的機(jī)會(huì)。他在斯坦福大學(xué)做了兩年的博士后研究，此后到通用電氣全球研發(fā)中心的工作機(jī)會(huì)，為他開啟了在工業(yè)界學(xué)習(xí)、交流的新探索階段。

在通用電氣的6年間，高河偉在全球研發(fā)中心CT系統(tǒng)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療集團(tuán)先進(jìn)科學(xué)與工程部各工作了3年，從這些經(jīng)歷中高河偉收獲了很多?！昂苄疫\(yùn)，我剛加入公司就參加了當(dāng)時(shí)通用電氣醫(yī)療史上投入最大的項(xiàng)目，即Revolution CT的研發(fā)。它現(xiàn)在仍是通用電氣最高端的醫(yī)療CT系統(tǒng)之一。”高河偉說。從Revolution CT核心技術(shù)的研發(fā)攻關(guān)，到產(chǎn)品化和升級(jí)版本的進(jìn)一步研發(fā)，全程參與的經(jīng)歷和體驗(yàn)讓高河偉獲益匪淺。最重要的是，在世界頂級(jí)工業(yè)公司的工作經(jīng)歷，讓他收獲了很強(qiáng)的工業(yè)背景。

2016年因機(jī)緣高河偉回到加州硅谷，這次他加入了Reflexion醫(yī)療公司。雖是一家創(chuàng)業(yè)公司，但Reflexion的實(shí)力卻不容小覷，公司率先研發(fā)世界首臺(tái)基于PET和CT的生物學(xué)引導(dǎo)放射治療儀，高河偉作為核心成員參與其中?！艾F(xiàn)在放射治療儀已獲得FDA認(rèn)證，我加入時(shí)，公司正處于起步階段，所以我一方面是通過研發(fā)產(chǎn)品獲得了個(gè)人能力的提升，另一方面是通過經(jīng)歷公司的成長(zhǎng)獲得了一些工業(yè)界的經(jīng)驗(yàn)?！备吆觽フf。

從在學(xué)界做博士后研究到在工業(yè)界進(jìn)行真正的產(chǎn)品研發(fā)，10年海外生活對(duì)高河偉是一段特別的經(jīng)歷。通過交流、學(xué)習(xí)，他有了更好把握學(xué)術(shù)與工業(yè)界交叉融合點(diǎn)的能力，同時(shí)也完整了自己的科研鏈條。在國(guó)內(nèi)讀博士時(shí)，他的科研面向安全檢查的成像設(shè)備研發(fā)，后來拓展到醫(yī)學(xué)的診斷治療成像設(shè)備研究，并且深入世界的前沿技術(shù)研究上，這對(duì)他未來的研究產(chǎn)生了深刻影響。

正如高河偉出國(guó)前的預(yù)想，國(guó)外的不同文化、生活方式，帶給他特別的體驗(yàn)，開闊了他的視野，也使他擁有了更包容的胸懷、更多元的思維。同時(shí)，他也收獲了國(guó)外同事的肯定與信任，至今仍與他們保持著很好的交流與溝通。

到工業(yè)界后，尤其了解到國(guó)內(nèi)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，看到周圍很多同窗、朋友回國(guó)后大都選擇到工業(yè)界打拼，高河偉也曾有過在這條路一直走下去的想法。但他的內(nèi)心始終對(duì)科研有濃厚興趣，“在工業(yè)界，可能不需要發(fā)文章，不需要參加學(xué)術(shù)會(huì)議，但我還是在努力地關(guān)注一些學(xué)術(shù)上的事情”。

2017年與清華大學(xué)老師的一次交流學(xué)習(xí)，讓高河偉堅(jiān)定了回到學(xué)術(shù)界的想法?！按偈刮易龀鲞@個(gè)決定最主要的驅(qū)動(dòng)力是，在清華這個(gè)平臺(tái)上，我可以在科研上做更多的探索，更自主地做一些想做的事情。”高河偉說。

心棲歸處 不負(fù)韶華

在清華大學(xué)求學(xué)9年，高河偉對(duì)母校有著別樣的情結(jié)。能回到清華任教，對(duì)他是一件幸運(yùn)的事。

系里領(lǐng)導(dǎo)們、老前輩們的認(rèn)可和支持，為高河偉回國(guó)后的工作開展提供了助力。他的團(tuán)隊(duì)迅速被組建，大家都很踏實(shí)，愿意付出努力去探索科研上的新東西。

高河偉感到，在老前輩的工作基礎(chǔ)上，大家前赴后繼突破創(chuàng)新，既做安檢產(chǎn)品，也做醫(yī)療產(chǎn)品研發(fā)，一些在市場(chǎng)上響當(dāng)當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品從清華大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室孵化出去，使得輻射成像這支大團(tuán)隊(duì)獲得了業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。

正是因?yàn)榇蠹夜餐Ψe累的好口碑，加之個(gè)人長(zhǎng)時(shí)間的工作積累，在項(xiàng)目申報(bào)競(jìng)爭(zhēng)激烈的情況下，高河偉連續(xù)獲得了重量級(jí)項(xiàng)目的支持。瞄準(zhǔn)輻射成像領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)問題，他的科研工作在有條不紊地推進(jìn)。

高河偉介紹，錐束CT在便捷式快速診斷、精準(zhǔn)圖像引導(dǎo)放射治療等重大社會(huì)需求中潛力巨大，但普遍存在的X射線散射和大錐角多色能譜物理等問題，嚴(yán)重制約了傳統(tǒng)錐束CT定量化的性能。因此，建立一套統(tǒng)一的高效去除射線散射并實(shí)現(xiàn)能譜成像的新型成像理論和方法，成為當(dāng)前錐束CT成像亟待解決的關(guān)鍵問題。在國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目支持下，高河偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)深入挖掘錐束CT成像數(shù)理基礎(chǔ)，力求實(shí)現(xiàn)錐束CT定量成像物理和關(guān)鍵技術(shù)的方法學(xué)創(chuàng)新。

口腔錐束CT正逐漸成為各級(jí)口腔診療機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)配置。相比于全身螺旋CT，口腔錐束CT具有空間分辨率高、劑量小等優(yōu)點(diǎn)，但目前也存在密度分辨率低、圖像質(zhì)量差等局限。能譜成像是新一代CT成像技術(shù)的制高點(diǎn)，采用能譜成像有望解決口腔錐束CT上述難題。在國(guó)家自然科學(xué)聯(lián)合基金重點(diǎn)支持項(xiàng)目中，高河偉團(tuán)隊(duì)深入研究了口腔錐束CT能譜成像關(guān)鍵技術(shù)，項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新成果將有助于搶占新一代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)制高點(diǎn)、提升國(guó)產(chǎn)醫(yī)療器械競(jìng)爭(zhēng)力。

為推動(dòng)科研進(jìn)展，高河偉不僅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與所在大團(tuán)隊(duì)的其他課題組合作，還通過科研項(xiàng)目攻關(guān)與企業(yè)、醫(yī)院合作，甚至通過跨國(guó)的訪問交流與國(guó)外科研團(tuán)隊(duì)合作，這種健康的交流合作模式讓團(tuán)隊(duì)中每個(gè)成員都獲益良多。

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“政府間國(guó)際科技創(chuàng)新合作”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目“面向介入診療精準(zhǔn)腦成像的C型臂能譜CT關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新”就是高河偉團(tuán)隊(duì)與國(guó)際合作方的相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)共同推進(jìn)的科研課題。

“卒中發(fā)病初，前面3小時(shí)最為關(guān)鍵，因此‘一站式’精準(zhǔn)介入診療儀器臨床需求十分迫切。然而，當(dāng)前C型臂CT射線散射問題嚴(yán)重，定量性能差，不能很好滿足‘一站式’介入診療精準(zhǔn)性要求。能譜技術(shù)有望使C型臂CT真正實(shí)現(xiàn)從定性到定量成像的跨越，對(duì)腦部疾病介入診療意義重大?！备吆觽ソ榻B。補(bǔ)足團(tuán)隊(duì)在臨床上的弱勢(shì)，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)在技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)化上的優(yōu)勢(shì)，與國(guó)外團(tuán)隊(duì)合作，高河偉團(tuán)隊(duì)致力于為C型臂能譜CT的成像物理基礎(chǔ)科學(xué)共性問題和前沿能譜關(guān)鍵技術(shù)問題突破做一些創(chuàng)新嘗試。

在著力進(jìn)行項(xiàng)目攻關(guān)的同時(shí)，高河偉感到輻射成像領(lǐng)域探索空間廣闊。“不管是醫(yī)療、安檢還是工業(yè)無損檢測(cè)，隨著國(guó)家發(fā)展，對(duì)這些技術(shù)應(yīng)用的需求會(huì)越來越多。拿醫(yī)用CT來說，人均擁有量日本在世界排第一，美國(guó)不到其一半，中國(guó)還有較大差距，但這也給了我們發(fā)展的可能。隨著老齡化社會(huì)的到來和公眾對(duì)健康的日益重視，對(duì)醫(yī)用CT的需求會(huì)越來越大，我們也看到了國(guó)家、資本在這上面的投入，所以它的前景值得期待?！?/p>

在此背景下，高河偉也堅(jiān)定了未來的工作目標(biāo)?！白鰧W(xué)術(shù)研究最大的特點(diǎn)就是自由，我們可以針對(duì)任何一個(gè)感興趣的科學(xué)問題展開研究，但最終還是希望技術(shù)能夠被應(yīng)用，真正落地去解決實(shí)際的問題?！备吆觽フf?？?/p>

高河偉