图为友通科技有限公司 CTO邹鲁民发表演讲

人民网北京11月7日电 今日，京东方全球创新伙伴大会-2018 （BOE IPC-2018）在北京盛大开幕，全球相关领域专家学者、企业高管齐聚北京，共同探讨物联网细分领域应用、技术及未来趋势。友通科技有限公司CTO邹鲁民参加传感器论坛并发表演讲。

以下为演讲实录：

各位嘉宾各位朋友，女士们先生们下午好。首先感谢东道主BOE给了我们这样一个平台来分享我们对X射线影像成像领域的观察和看法。

当然在开始之前我花一点点时间介绍一下我们自己。因为在座的有很多我们的老朋友，但是我相信也有很多人并不了解我们，因为我们的业务一直是一个OEM软件提供商，很多外面的人并不清楚我们在做什么事情。我们公司实际上是在整个X射线里的排头兵，1997年开发了第一个基于PC的平板探测器的影像系统，当时的情况是所有的大公司都是基于Unix平台做影像系统，没有人相信PC可以作为X射线影像的平台。因此我们成为这个领域里的开拓者。2002年开发了全球第一个使用动态平板探测器的数字胃肠机，后续我们开发了大量各种各样的应用，其中包括了我们在2年前的全球第一个工业4.0的准操作平台和去年推出的专注医疗行业使用的智能制造支持系统。

这个大概是我们在全球的一个客户分布情况，事实上我们今天在全球的五大洲都有OEM客户，欧洲主要的医学影像的机构都在使用我们的平台。亚洲也是类似的情况，包括美国。友通是在医疗设备领域里唯一一个独立原创的软件公司，这个是我们简单的历史。下面开始进入今天的主题。

今天的主题主要是X射线的应用。简单回顾一下历史，X射线成像技术是非常古老的技术了，有100多年的历史，德国科学家伦琴1895年发现X射线之后，拍摄了全球第一张X射线的影像，这个是开端。以后的20年里面，这个技术逐渐的变为重要的医学影像技术。今天如果在一个医院里问一个医院的院长，什么样的医疗影像设备最重要，他一定告诉你X射线影像就是最重要的医学影像设备。

过去100多年里，所有的X射线成像技术都是基于模拟的技术，胶片成像都是模拟技术。数字时代到来之后科学家和企业一直探讨数字X射线的技术的可能性。日本的富士公司在多年以前，开发出了世界上第一套数字X射线的摄影系统，这就是当时的CR系统，当然这个图片上不是第一台的CR机器，第一台富士的CR机器，当时需要很大的一个房间，而且要100万美元的售价，是非常昂贵的设备。其后，因为CR技术的先天局限性，工业界和学术界一直在试图开发更好的X射线成像技术，包括后来各种各样的数字成像技术开发出来，比如说CCD和硒鼓技术以及其它的一些技术，这些都是在过去的20多年的时间里采用的一些技术。

传统的数字X射线技术还是存在各种各样的局限性，工业界也一直在探讨，希望发展更新的数字X射线技术。平板探测器就是在这种努力之下诞生出来的当时最新的数字X射线成像技术。这个幻灯片上可以看到全球第一个商品化的平板探测器，左上角的Sterling公司1997年第一个拿到认证的探测器，这个图上可以看到不同的探测器类型，包括乳腺用的动态的探测器，全球第一个无线平板探测器。

在过去的100多年时间里，平板探测器应该说是一个突破，从模拟摄像机开始到平板探测机的实现，这么短的时间里，X射线成像技术取得了巨大的进步。从剂量，左边显示的是剂量的变化，实际上是灵敏度的提升。从第一个胶片到现在平板探测器技术，探测器的灵感度提升了1000倍，剂量降低了1000倍。图像质量上，第一个伦琴夫人X射线的影像是非常模糊的，但是今天可以看到现在的平板探测器技术上，X射线的成像，你可以头发丝都看的很清楚。当然也可以看到过去X射线上看不到的软组织，现在经过图象处理我们可以看到骨骼、软组织以及细小的结构。

这里是基于平板探测器的系统的一个开端。左边一幅图片是第一个得到FDA批准的数字的X射线胸片系统。中间这个是中国的第一台这样的系统，是装在广州医学院钟南山院士那里，这台机器也是中国的第一台数字X光机，平板的X光机，比GE第一台装在中国的机器早了6个月。这个是第一个基于平板探测器数字X射线的探测器。

看一看现在基于平板探测器成像技术的现状。数字X射线技术产品发展了20年，这20年中间无论产品的形态还是它的技术，以及设计模式都发生了很多的改变。现在可以看到，这个幻灯片上给出了3个比较现代的数字X光机的一个照片，左边的这一幅是第一个采用混合的平板探测器组态的X光机，它可以同时提供双能量、全自动的定位和全自动的拼接功能。中间这台机器甚至使用了三个平板探测器。最右边的那台机器里头我们可以看到的是一个数字的X射线的乳腺机，支持了三维的成像。

这里面我们可以看到，过去整个X射线工业里面的一些经典产品。左上方我们可以看到的是一台GE平板探测器的血管机。中间这个是西门子的多功能探测器，这个多功能的X射线的成像系统，同时提供静态图像、动态图像的能力。我们还可以看到左下角这个是岛津公司的数字胃肠机。中间是飞利浦公司同时支持静态和动态探测器的DR系统。旁边这个是上海雄捷公司的C型臂系统，它的工艺质量和各个方面，跟国外的产品已经是非常接近了。

刚才我在幻灯片中提到一些数字X射线应用方面的功能，这里可以给不太熟悉这个领域的嘉宾们解释一下，今天的数字X射线的一些能力可以达到什么样的程度。比如说这里给出的图像是CT跟断层融合影像的比较。左边图上是一个肺癌病人胸部X射线的断层融合影像，左边是CT的影像。在断层融合的影像上面，对于肿瘤内部细节的显示甚至比CT更好，在断层融合的应用里面，它的空间分辨率是要高于CT的1K乘1K的。左边跟2D Xray比较，肋骨骨折的时候，胸片上面，普通胸片肋骨成像比较差，这张图上也可以看到这一点。右边断层融合的成像，肋骨上的病点可以清晰的显示出来。右下角的图像，这个是骨折病人带有石膏绷带膝关节的照片，2D Xray影像上有很多叠加的东西，右边的图像上我们可以看到去掉了前后影像之后，断层融合的影像可以清晰的看到里面的结构。

这是另外一组比较，左边我们可以看到是2D的胃肠造影的结果，在左下面是断层融合的结果，我们可以看到在肠道上面肿瘤内部的细节和结构得到了很好的显示。右边是数字乳腺的影像，传统的2D影像受到前后结构的遮挡，影像受到很多限制。在3D的数字断层融合影像上，可以清晰的看到肿瘤内部的结果，中间是影像的细节部分。甚至今天有一个趋势，既使是2D的X射线图像，这里看到的2D乳腺，右边的这一幅是通过多幅的断层融合的影像合成出来的，所谓的合成影像，而不是一个纯粹的传统的2D影像。

除了诊断影像当中的应用以外，另外一个很大的应用领域是治疗系统。治疗系统中间，现代图像引导治疗系统，带有平板探测器的设备，其实是非常流行的，我图像给出了三个不同的位置。最右边的一幅也是中国公司新华医疗的直线加速器，带有电子影像版的图像引导治疗系统。中间是Varian公司的直线加速器，另外一个是赛博刀的定位系统，其实也是用两块数字平板探测器和两个X射线源的立体系统。还有很多的例子，当然会比较熟悉的像用于治疗泌尿系统结石的碎石机。今天的碎石机的发展方向就是使用平板探测器作为它的图像引导治疗系统。事实上，现在图像引导系统也是今天精准医学重要的组成部分。

另外，推动数字X射线广泛使用的发展，其实也是平板探测器本身带来的。因为平板探测器提供了很好的移动性。这种移动性的增加，事实上推动了X射线被更多的使用。过去的医院里头，X射线设备基本上用在放射科。但是在今天，医疗领域的人非常了解，今天应用在医疗系统里头，X射线设备数量最大的并不是放射科，而是临床科室。我举两个例子：一个是北京大学的第三附属医院，这个医院里光是前面看到的小C就有70多台。再举一个美国的例子，芝加哥某医院里200多台DR，但是只有很少数量用于放射，大部分的X射线系统都是用在临床系统里面。今天X射线成像系统不仅走出了放射科，还走出了医院。我们在这里给出的是一些走出医院的例子和走出放射科的例子。左上角是基于平板探测器的便携数字X射线机，这个3.6公斤重，是第一个工业4.0的编写数字X射线机。中间这个是便携数字X射线机，是西班牙公司的。另外这两种Mini C-arm广泛的应用于外科手术当中。今天一些简单的操作比如疼痛控制，疼痛控制进行封闭治疗的时候，过去大概就是找一个熟练的护士或者医生打一针，今天这些注射通常是在图像的引导下进行的。

这里我们可以看到，我给大家解释一下这两个图的意义：左边的图是显示了一个全球X射线的市场分布情况，可以看到发达国家基本上占了绝大部分的分量，大概是64%，而发展中国家只有36%的市场。我们可以想象，如果说发展中国家的市场达到应用水平，达到发达国家同样程度的话，那么这将会是一个多大的市场。我有几个数字，像在美国今年大概每一年人均拍摄的X射线图像是4.5个，当然它还不是最高的，日本是最高的，大概人均每年6.5个。今天中国有多少呢？中国连一个都不到，如果中国要达到美国的水平，或者达到它的一半的水平，你乘一下人口的数字，就知道中国有多大的市场。还有十几亿的印度人民，还有拉丁美洲，还有其它的发展中国家，所以X射线领域是空间巨大的市场。

全世界各国人民，可能生活在不同的国家，是不同的民族，有着不同的宗教信仰，但是他们对于X射线的需求和X射线病因的解释却是一样。这个图上是不同的场景，美国的社区医院和发展中国家一些X射线的诊所里面，你可以看到它的环境差异很大，但是里面的X光机却是一样，就像iPhone，无论非洲人用的还是中国人用的还是美国人用的iPhone，本质上没有什么差异。

很多人都跟我讲一件事情，说X射线是一个非常古老的技术，到底还有多少发展空间？或许是很快要淘汰的技术，我们现在有CT、超声很多的技术，那么X射线这么古老的技术还有前途吗？我要告诉大家，不但有前途，而且有个非常广阔的前景。X射线在历史上就是一个非常特殊的一个领域，大家可能非常熟悉X射线，但是也未必知道伦琴是得了第一个诺贝尔奖的科学家，在她之后的20年里，有20%的诺贝尔奖是发给跟X射线有关的研究。X射线在历史上也作出了很多的贡献，比如说我们今天大家都讲基因，需要知道DNA的发现就是基于X射线衍射的技术，如果没有X射线，DNA的结果一定会晚很多。那么CT是历史上第一个得到诺贝尔奖的工程技术，而不是基础科学。我们还可以知道一系列的跟X射线有关的这些发现或者发明，在人类历史上，不论是对于科学技术的进步，还是对健康事业的推进，都发挥了巨大的作用。我还可以肯定的预测一件事情，在X射线的领域里，如果能够商品化的话，一定会得诺贝尔奖。希望在座的京东方和京东方的客户们一起来赢得这一份未来的荣誉。

这里面我来跟大家解释一下刚才提到的这几种X射线技术领域未来的发展方向。在我看来主要有三个领域：一个是X射线基础技术本身的发展，这个里头我看到是三个方向：一个是断层融合成像，现在大量的X射线的成像技术有一个先天性的弊端就是前后遮挡问题，这就是断层融合成像能够规避的结果。传统的成像系统是左下角的有限的保留，传统的CT是左上角的360度的投影和曝光。这两个中间有巨大的空间，这个就是X射线很大的拓展领域。今天知道的断层融合成像都是在这个里面。第二个能谱成像，今天X射线的使用，是使用的单一的能量的技术，曝一次光用的能量的衰减的信息作为成像的信息源，如果能够使用更多的能量进行成像的话，这个会带来另外一个方面的很大进步。今天已经做到的双能成像技术，这个可以把骨骼跟软组织分开。如果有更多的能量床来做能谱成像的话，我们不仅能够知道里面有什么结构，同时还知道它的成分，分析图像的成分。如果一个液体用多能量拍摄照片的话，我可以知道里面是水、是油还是酒精，甚至可以知道是多少度的酒精，甚至可以用它鉴定是真茅台还是假的茅台。这里给出两个例子，第一个是在胸部，刚才京东方也提到了他们在这方面的布局。下面这个图是一个双能的能谱成像的CT的图像，我们可以看到在上面的彩色的部分，实际上是尿酸的结石，这个在痛风诊断中间有非常大的价值。在右边的部分，是刚才提到的相位成像，今天X射线的成像都只使用了单一的能量的成像，没有使用相位的信息。我们知道任何的X射线也好，或者其它的光线也好，它其实都是有波粒二相性，如果使用相位部位带来的信息的话，可以进到一个新的维度。我们在图的右上角看一个例子，这个是实验室得到的相位成像的技术，使用了相位成像的技术，可以看到昆虫触角上刚毛的结构。下面这个是X射线相位成像技术的原理。

另外一个发展就是设计理念的转变。设计原理的部分也会带来很多的创新机会。比如说这里看到的几个例子，第一个是基于任务的自适应成像技术。今天的CT无论照一个手指头还是一个身体，精度是一样的，1K ×1K，如果使用自适应成像技术，就可以看到更好的结果。如果你拍一个牙齿的时候，它的精度会比较高，这个就是自适应的成像技术。如果把成像系统跟机器人、跟其它的技术结合起来的时候，我们在这里可以看到一个例子，是西门子库卡机器人做的血管机，下面是带有CAD功能的平板数字乳腺机。

这里另外一个发展方向就是把不同的影像手段结合起来。单一的影像手段都会有它的局限性，不同的影像技术它的优势跟劣势，把这些技术结合起来在一个系统里面，形成所谓的多模态影像系统，它就能得到互补效应，从而提供更好的临床的信息。

这里介绍了一些另外一个方向，就是分子和功能成像。今天上午的大会里面提到了这部分的内容。我们现在看到的X射线影像都是结构的解剖，但是不能看到功能的变化。事实上如果在新的X射线成像技术的条件下，是可以做功能成像的。右边给出了一个例子，就是芝加哥大学陈津渡教授做的，适用于多种影像设备的靶向分子成像和治疗的探针。

另外一个重要的发展方向，今天都在讲IoT，IoT里面有一个非常关键的概念在里面，就像今天上午讲的一样，只是有一个简单的链接的设备不一定只是IoT，IoT里一定要有数据和聪明的机器，这就是未来的产品设计一个非常重要的方向。

软件定义的产品将会带来另外一个新的未来，在未来工业4.0时代里，工业4.0一个简单的总结就是未来所有的产品变成智能化产品，由智能化的工厂生产，还有一个网络把产品、工厂、使用者全部联系在一起，这就是未来的社会基础体系，这个体系里很重要的组成部分就是数字生态系统。这些产品大家不要以为很遥远，实际上这些产品都已经处在快要量产化的边界了，今年的11月芝加哥的RSNA就会看到准量产化X射线技术第一次发布。

谢谢大家！

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