高河伟 | 逐梦辐射成像技术制高点

X射线的发现开启了X射线测量学的新时代，科研人员前赴后继推动了医学影像、工业探伤、安检防爆等领域的科技变革。作为X光成像技术研究队伍中的一分子，清华大学工程物理系长聘副教授高河伟长期从事辐射成像尤其是X射线CT成像的相关研究，并已取得诸多可圈可点的成果。他的科研成果曾转化应用为世界首套CT型航空货物安全检查系统；作为核心成员，他曾参与研发通用电气高端医学诊断CT机——Revolution CT，RefleXion（美国一家肿瘤放射治疗设备开发商）医疗公司的世界首台基于PET和CT的生物学引导放射治疗仪等；作为主要完成人之一，他还曾参与研制世界首套基于碳纳米管分布式光源的静态CT智能检查系统。

▲高河伟

致力于前沿科学关键技术创新及其应用研究，在宽锥CT成像及其能谱技术、新型X射线/CT成像理论和重建方法上高河伟已探索多年，为实现抢占新一代医学影像技术制高点、提升国产医疗器械竞争力，加快我国医疗器械产业跨越式发展目标，高河伟一直在持续突破，深耕不辍。

转换赛道 挖掘潜能

水木清华，钟灵毓秀，清华大学独特的魅力和深厚的文化底蕴，滋养了清华学子特有的志趣和气质，高河伟的科研之路就起步于此。

2003年在清华大学工程物理系工程物理专业本科毕业后，高河伟留系继续直博深造，并于2008年获得核科学与技术博士学位。清华求学9年，博士毕业时高河伟获得一个到美国学习交流的机会。他在斯坦福大学做了两年的博士后研究，此后到通用电气全球研发中心的工作机会，为他开启了在工业界学习、交流的新探索阶段。

在通用电气的6年间，高河伟在全球研发中心CT系统与应用实验室和医疗集团先进科学与工程部各工作了3年，从这些经历中高河伟收获了很多。“很幸运，我刚加入公司就参加了当时通用电气医疗史上投入最大的项目，即Revolution CT的研发。它现在仍是通用电气最高端的医疗CT系统之一。”高河伟说。从Revolution CT核心技术的研发攻关，到产品化和升级版本的进一步研发，全程参与的经历和体验让高河伟获益匪浅。最重要的是，在世界顶级工业公司的工作经历，让他收获了很强的工业背景。

2016年因机缘高河伟回到加州硅谷，这次他加入了Reflexion医疗公司。虽是一家创业公司，但Reflexion的实力却不容小觑，公司率先研发世界首台基于PET和CT的生物学引导放射治疗仪，高河伟作为核心成员参与其中。“现在放射治疗仪已获得FDA认证，我加入时，公司正处于起步阶段，所以我一方面是通过研发产品获得了个人能力的提升，另一方面是通过经历公司的成长获得了一些工业界的经验。”高河伟说。

从在学界做博士后研究到在工业界进行真正的产品研发，10年海外生活对高河伟是一段特别的经历。通过交流、学习，他有了更好把握学术与工业界交叉融合点的能力，同时也完整了自己的科研链条。在国内读博士时，他的科研面向安全检查的成像设备研发，后来拓展到医学的诊断治疗成像设备研究，并且深入世界的前沿技术研究上，这对他未来的研究产生了深刻影响。

正如高河伟出国前的预想，国外的不同文化、生活方式，带给他特别的体验，开阔了他的视野，也使他拥有了更包容的胸怀、更多元的思维。同时，他也收获了国外同事的肯定与信任，至今仍与他们保持着很好的交流与沟通。

到工业界后，尤其了解到国内医疗器械产业发展迅猛，看到周围很多同窗、朋友回国后大都选择到工业界打拼，高河伟也曾有过在这条路一直走下去的想法。但他的内心始终对科研有浓厚兴趣，“在工业界，可能不需要发文章，不需要参加学术会议，但我还是在努力地关注一些学术上的事情”。

2017年与清华大学老师的一次交流学习，让高河伟坚定了回到学术界的想法。“促使我做出这个决定最主要的驱动力是，在清华这个平台上，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。”高河伟说。

心栖归处 不负韶华

在清华大学求学9年，高河伟对母校有着别样的情结。能回到清华任教，对他是一件幸运的事。

系里领导们、老前辈们的认可和支持，为高河伟回国后的工作开展提供了助力。他的团队迅速被组建，大家都很踏实，愿意付出努力去探索科研上的新东西。

高河伟感到，在老前辈的工作基础上，大家前赴后继突破创新，既做安检产品，也做医疗产品研发，一些在市场上响当当的产品从清华大学的实验室孵化出去，使得辐射成像这支大团队获得了业内的广泛认可。

正是因为大家共同努力积累的好口碑，加之个人长时间的工作积累，在项目申报竞争激烈的情况下，高河伟连续获得了重量级项目的支持。瞄准辐射成像领域的前沿热点问题，他的科研工作在有条不紊地推进。

高河伟介绍，锥束CT在便捷式快速诊断、精准图像引导放射治疗等重大社会需求中潜力巨大，但普遍存在的X射线散射和大锥角多色能谱物理等问题，严重制约了传统锥束CT定量化的性能。因此，建立一套统一的高效去除射线散射并实现能谱成像的新型成像理论和方法，成为当前锥束CT成像亟待解决的关键问题。在国家自然科学基金面上项目支持下，高河伟带领团队深入挖掘锥束CT成像数理基础，力求实现锥束CT定量成像物理和关键技术的方法学创新。

口腔锥束CT正逐渐成为各级口腔诊疗机构的标准配置。相比于全身螺旋CT，口腔锥束CT具有空间分辨率高、剂量小等优点，但目前也存在密度分辨率低、图像质量差等局限。能谱成像是新一代CT成像技术的制高点，采用能谱成像有望解决口腔锥束CT上述难题。在国家自然科学联合基金重点支持项目中，高河伟团队深入研究了口腔锥束CT能谱成像关键技术，项目技术创新成果将有助于抢占新一代医学影像技术制高点、提升国产医疗器械竞争力。

为推动科研进展，高河伟不仅带领团队与所在大团队的其他课题组合作，还通过科研项目攻关与企业、医院合作，甚至通过跨国的访问交流与国外科研团队合作，这种健康的交流合作模式让团队中每个成员都获益良多。

国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项项目“面向介入诊疗精准脑成像的C型臂能谱CT关键技术创新”就是高河伟团队与国际合作方的相关科研团队共同推进的科研课题。

“卒中发病初，前面3小时最为关键，因此‘一站式’精准介入诊疗仪器临床需求十分迫切。然而，当前C型臂CT射线散射问题严重，定量性能差，不能很好满足‘一站式’介入诊疗精准性要求。能谱技术有望使C型臂CT真正实现从定性到定量成像的跨越，对脑部疾病介入诊疗意义重大。”高河伟介绍。补足团队在临床上的弱势，发挥团队在技术应用转化上的优势，与国外团队合作，高河伟团队致力于为C型臂能谱CT的成像物理基础科学共性问题和前沿能谱关键技术问题突破做一些创新尝试。

在着力进行项目攻关的同时，高河伟感到辐射成像领域探索空间广阔。“不管是医疗、安检还是工业无损检测，随着国家发展，对这些技术应用的需求会越来越多。拿医用CT来说，人均拥有量日本在世界排第一，美国不到其一半，中国还有较大差距，但这也给了我们发展的可能。随着老龄化社会的到来和公众对健康的日益重视，对医用CT的需求会越来越大，我们也看到了国家、资本在这上面的投入，所以它的前景值得期待。”

在此背景下，高河伟也坚定了未来的工作目标。“做学术研究最大的特点就是自由，我们可以针对任何一个感兴趣的科学问题展开研究，但最终还是希望技术能够被应用，真正落地去解决实际的问题。”高河伟说。