疼！疼！疼！相信不少人被智齿发炎折磨过。平时没什么感觉，一旦发炎，真叫人不想上班，茶饭不思、夜不能寐，脸肿得像个球，最后下定决心去拔掉它。走进医院要先拍个片子，因为这决定了你是否要“大干一场”。而在牙科拍片检查，常规有小牙片、拍全景片，但还有一个“火眼金睛” ——口腔CBCT（锥束CT）。说到锥束CT，那必须介绍这位科学家——深圳湾实验室资深研究员牛田野。高分辨的医学影像技术被众多专家学者认为是研究未来医学发展的重要方向，他用二十多年的专业积累为中国医学影像技术的发展努力着。
科技助力 生命密码的“透视眼”
人一旦生了病，会出现各种症状，如发烧、咳嗽、头痛、腹胀等，但医生无法根据这些没有特异性的症状诊断病情，这个时候就需要临床医学的“眼睛”——医学影像学来延伸医生的“视力”。
牛田野在多年的研究中发现，传统锥束CT的大锥角会导致强散射信号，加之心跳和肠道蠕动等不自主的运动也会引起图像模糊，增加定量化成像的难度，让医生的诊断准确性降低。
如何用锥束CT为医生提供更加精确的“导航”信息，为患者制定个性化的治疗方案？牛田野的研究为解决这一问题提供了新的思路。
▲牛田野在介绍定量锥束CT精准成像理论。
“如果我们能够提升锥束CT图像的对比度，把图像散射修正好，那么难题就会迎刃而解。这也是我和团队最大的愿景。”
于是，牛田野与团队从能谱投影数据出发，建立了定量锥束CT精准成像理论：通过分析投影数据中的运动特征修正了物体运动伪影，并研发了对锥束CT组织定量辨识、图像精度提升、四维动态成像的图像定量化分析技术，最终突破技术瓶颈。
同时，他与国内知名医疗器械厂商合作，研发了多款锥束CT高分辨成像设备和系统软件，应用于国内多家医院的动物成像实验和企业的产品质量控制，真正实现了CT设备关键技术的国产化。
“面临的问题很多”，牛田野坦言，但他随即说：“有问题才值得研究。瞄准目标，一个问题一个问题去解决就好了。”
在他看来，经年累月的研究有成果，会给科研人员带来极高的兴奋感和满足感。
创新研发“移动扫描神器”
“现在深圳很多公共场所都配备了‘救命神器’AED，我时常在想，如果我们能有一种移动的锥束CT设备，能够随时随地为患者进行检查，那该有多好。”
当一个科研“堡垒”被攻克之后，他的眼光会迅速锁定下一个目标。于是，他在2022年下定决心研发一款移动式头部锥束CT成像设备。
这款设备同样也是一块难啃的硬骨头，“国家对辐射防护的要求非常高，很多特殊的救治场所根本不具备辐射防护条件，所以我们首先要解决的就是低剂量成像。”牛田野回忆说道，在那段时间里，他每天很早就到实验室规划当天的研究方向和实验内容，带领大家推导物理学方程。回家后也会习惯性打开组内的微信群，看看有没有未读消息，若遇到大家有疑惑之处，会及时答疑解惑。
面对重重挑战，牛田野与团队积极配合、深入探索。
他在与团队进行实验的过程中，发现设备刚度不够，导致等中心在成像时有0.7mm的偏移量，让重建模体中的圆形变成了两个椭圆相互垂直叠加的伪影。
为了解决这0.7mm的偏移量，他主动放弃假期，在合作单位的车间独自工作，对电机的扭矩、机架的刚性、球管和探测器的固定装置的受力和变形情况进行逐一分析。在他不解决问题不罢休的严谨态度下，终于找到突破口，从而解决了机架升降台刚度低导致设备整体稳定性差的问题。
“我们团队付出了大量的心血和努力，才成功研发出这款设备，现在已经完成了预临床实验，希望以后能成为医护人员的得力助手，为更多患者带来生机。”牛田野说。
在他的设想里，这款设备以后还可应用在车载、舰载等特殊场景，为自然灾害、安全事故等极端条件下的医疗救护提供保障支撑。
“来深圳是个正确的选择”
“深圳这座城市充满了活力和创新精神，这正是我所追求的。”他回忆起第一次来到深圳时的情景，满眼都是高楼大厦，任何地方的人在这里都能很好地融入。
“深圳的生物医学工程领域发展迅速，拥有众多的科研机构和创新企业。”牛田野博士继续说道，“这里汇聚了大量的科研人才和先进设备，为我提供了丰富的研究资源和大量的合作机会。”
▲牛田野在珠海航展接受采访
当被问及以后定量锥束CT精准成像是否会与人工智能合作时，牛田野的话语中充满了期待。
“定量锥束CT技术以其高分辨率和精准定位能力，在医学领域具有广泛的应用前景。”牛田野解释道，“人工智能技术在各个领域的应用越来越广泛，这也为医学影像的分析和解读提供了强大的技术支持。”
目前，他与团队正在利用AI分析能力，在后处理领域进行定量锥束CT影像，实现非重建的疾病诊断。“未来，我们会通过数字孪生等AI技术进行该领域的全数字化模拟仿真，从而达到降本增效、多场景应用，实现设备的更新换代。”
“无论是当前还是未来，高端医疗器械的发展程度直接关系人民的生命健康。”牛田野常与团队成员这样说。
“我们要做的就是踏实向前，突破国外对我们关键技术的‘卡脖子’，努力让越来越多的高端医疗器械国产化。”
文章来源 | 青春深圳
编辑 | 远 山
欢迎投稿、建议 | media@szbl.ac.cn
