2020年1月10日上午，中共中央、國務(wù)院在北京人民大會堂隆重舉行2019年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會。習(xí)近平、李克強、王滬寧、韓正等黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人出席大會并為獲獎代表頒獎。習(xí)近平為最高獎獲得者頒獎。

▲圖片來源：新華網(wǎng)

山東省數(shù)字醫(yī)學(xué)與計算機輔助手術(shù)重點實驗室主任、青島大學(xué)數(shù)字醫(yī)學(xué)與計算機輔助手術(shù)研究院院長、山東省數(shù)字醫(yī)學(xué)臨床診療與營養(yǎng)健康協(xié)同創(chuàng)新中心主任、青島大學(xué)附屬醫(yī)院院長董蒨教授領(lǐng)銜的創(chuàng)新團隊完成的“基于小兒肝膽胰計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)研發(fā)、臨床應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化”成果，榮獲國家科技進步獎二等獎。這也是山東省外科領(lǐng)域取得的第一項國家科技進步獎。

開創(chuàng)小兒外科精準(zhǔn)醫(yī)療新時代

近年來“精準(zhǔn)醫(yī)療”成為各國科技競爭和大國博弈的全新領(lǐng)域。2016年，我國也將“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究”列為優(yōu)先啟動的重點專項之一。

青島大學(xué)教授、附屬醫(yī)院院長（以下簡稱“青大附院”）、小兒外科教授董蒨在小兒肝、膽疾病及小兒腫瘤方面有很很深的造詣。在專注臨床治療的同時，他時刻留意醫(yī)療的前沿動向?！吧锛夹g(shù)和信息技術(shù)在醫(yī)學(xué)臨床實踐的交匯融合應(yīng)用，是醫(yī)學(xué)科技發(fā)展的前沿方向?！彼J(rèn)識到，“系統(tǒng)加強精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究布局，對于加快重要疾病診治技術(shù)突破、占據(jù)未來醫(yī)學(xué)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展主導(dǎo)權(quán)、打造我國生命健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新驅(qū)動力至關(guān)重要。”因而，從承擔(dān)國家“十二五”科技支撐計劃課題期間，他就結(jié)合諸多現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科技發(fā)展的新方向，啟動了小兒肝臟腫瘤手術(shù)治療臨床決策系統(tǒng)開發(fā)計劃，迅速進入外科精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

多年的付出終于讓他的“數(shù)字醫(yī)學(xué)”的夢想照進現(xiàn)實，他領(lǐng)銜的“基于小兒肝膽胰計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)研發(fā)、臨床應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化”實現(xiàn)了傳統(tǒng)手術(shù)向精準(zhǔn)醫(yī)療的根本轉(zhuǎn)變；他帶領(lǐng)的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的創(chuàng)新團隊通過計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)高端醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)、小兒精準(zhǔn)肝膽疾病診療體系的構(gòu)建、數(shù)字肝臟數(shù)據(jù)庫開放平臺建設(shè)和新型Dong’s肝臟分段體系的提出等，讓全世界的醫(yī)生和患者共享科技創(chuàng)新的成果。

▲新型Dong’s肝臟分段體系

醫(yī)學(xué)與科技的完美聯(lián)姻

“我的夢想，就是要讓患者都能用上國產(chǎn)數(shù)字醫(yī)療設(shè)備。”董蒨說，中國醫(yī)院里大部分關(guān)鍵設(shè)備，都來自西方國家，“有一次，我在兒童手術(shù)室里看整個陳設(shè)，只有一只毛毛熊是中國人生產(chǎn)的，那簡直是一種恥辱?！?/p>

然而，更讓董蒨憂慮的是，在我國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新領(lǐng)域，大多學(xué)者還活在“唯論文論”，專注純“論文科研”的狀態(tài)中。董蒨說，這種過于重視論文的做法，容易脫離臨床應(yīng)用實際，忽視臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化。因此，他給自己的團隊確立的科研路線圖，就是要把象牙塔里的知識與臨床創(chuàng)新相結(jié)合，再把臨床創(chuàng)新與技術(shù)開發(fā)相結(jié)合，最終走出成果轉(zhuǎn)化、廣泛應(yīng)用的路子。

▲校黨委書記胡金焱、校長夏東偉到實驗室調(diào)研

按照董蒨的計劃，他的課題是要開發(fā)小兒肝臟腫瘤模擬手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)、構(gòu)建小兒精準(zhǔn)肝膽疾病診療體系、建成人類肝臟數(shù)據(jù)庫開放平臺，并推廣應(yīng)用至全國乃至全世界。

但課題立項半年，進展仍然緩慢。在困惑艱難之際，董蒨迎來了契機——2013年1月6日，海信集團董事長周厚健的來訪，成就了一場科技與醫(yī)學(xué)的奇緣。

英雄相見，互訴衷腸。董蒨想請周厚健幫個忙——用計算機技術(shù)把人的肝臟信息數(shù)據(jù)化。正巧周厚健一直想進軍醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)，但一直沒有進展。而這次會見深談，讓董蒨找到了強大的研發(fā)優(yōu)勢的著陸支點，也讓海信打開了通向數(shù)字醫(yī)療這一全新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的大門。于是，青大附院與海信集團的合作序幕就此拉開。

▲海信集團董事長周厚健參觀實驗室

董蒨告訴記者，相比其他器官，人體肝臟內(nèi)血管遍布、錯綜交織，因此肝膽手術(shù)也是難度最高的外科手術(shù)之一。兒童肝臟相較成人更小，手術(shù)難度也隨之上升。以往僅借助CT二維圖像，醫(yī)生只能憑經(jīng)驗，在腦中構(gòu)建肝臟立體圖像，難以實現(xiàn)精準(zhǔn)手術(shù)?！芭R床上面臨的一個重要問題就是，醫(yī)生在術(shù)前和術(shù)中必須準(zhǔn)確判斷腫瘤、肝臟和血管間的位置關(guān)系。”這是董蒨開展該課題的初衷。

▲小兒肝臟腫瘤多瘤體巨大、部位復(fù)雜，不同年齡患兒的體重、肝臟容積差別巨大

項目創(chuàng)新團隊研發(fā)出基于小兒三維可視化醫(yī)療設(shè)備，建立了海信數(shù)字化手術(shù)室，進而形成人類數(shù)字肝臟大數(shù)據(jù)平臺，并以此為技術(shù)核心，構(gòu)建了兒童肝、膽、胰腫瘤精準(zhǔn)治療體系，運用數(shù)字肝臟大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，提出新的肝段分型及各年齡段平均肝體積。

▲人類肝臟平均體積分布折線圖

▲人類肝臟平均體積分布柱狀圖

經(jīng)過兩年多研發(fā)，海信計算機輔助手術(shù)系統(tǒng)（Hisense Computer Assisted Surgery，下稱海信CAS）與海信外科智能顯示系統(tǒng)（Hisense Surgical Intelligent Display system，下稱海信SID）兩款產(chǎn)品相繼問世。將近千張原始CT片中的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，海信CAS會自動建立虛擬立體的數(shù)字肝臟。自此，不用開膛破肚，醫(yī)生便可三維觀察分析病變與血管、臟器的關(guān)系，精確計算臟器、病變的體積，還可實施虛擬手術(shù)切除，確定最佳手術(shù)切除線，從而最大限度保留正常肝組織，減少手術(shù)出血量，降低術(shù)后患者肝功能衰竭的風(fēng)險。

▲海信CAS和海信SID 

▲利用3D卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提高腹腔多器官分割的效果，精度達到國際先進水平

▲通過重建模型輔助術(shù)前評估、規(guī)劃、模擬手術(shù)

海信SID是術(shù)中手勢控制導(dǎo)航系統(tǒng)。這款產(chǎn)品通過智能識別，可在手術(shù)中根據(jù)醫(yī)生手勢指揮，三維立體展現(xiàn)數(shù)字肝臟的不同側(cè)面和不同角度，既方便醫(yī)生迅速判斷手術(shù)操作路徑，又保證操作環(huán)境無菌、無污染。

▲根據(jù)血管流域自動分段輔助肝切除手術(shù)

在全國的外科臨床實踐中，醫(yī)生們借助海信CAS和SID，成功救治患兒的案例數(shù)不勝數(shù)。“5月8日，一位被電動車嚴(yán)重撞傷的3歲小女孩，在當(dāng)?shù)蒯t(yī)院緊急輸血、輸液，檢查后判斷嚴(yán)重肝臟、腎臟損傷，脾破裂，休克，被轉(zhuǎn)往青大附院。在3個多小時的轉(zhuǎn)運時間里，院長董蒨教授創(chuàng)建了急救微信群，各科室醫(yī)護人員迅速入群，積極應(yīng)對，及時分享影像學(xué)檢查結(jié)果，了解詳細(xì)病史。患兒還沒有到達，手術(shù)準(zhǔn)備已經(jīng)完成。急救車一進醫(yī)院，就直接進行CT檢查，接著，海信CAS的精準(zhǔn)手術(shù)規(guī)劃也在15分鐘內(nèi)完成。在驚心動魄的急救過程中，醫(yī)生們憑借海信 SID術(shù)中手勢精準(zhǔn)導(dǎo)航，小女孩手術(shù)獲得成功?！泵襟w的報道中曾寫道。

轉(zhuǎn)化與應(yīng)用的創(chuàng)新范本

2015年，海信CAS和SID兩款產(chǎn)品正式獲得國家注冊證，近幾年來已經(jīng)全面推向臨床應(yīng)用市場，設(shè)備及技術(shù)先后進入100余家國內(nèi)頂尖醫(yī)院。董蒨告訴記者，這兩款產(chǎn)品更適合疑、難、危重的手術(shù)類型。為了更好地為全國的病患服務(wù)，海信醫(yī)療建立了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺，通過網(wǎng)絡(luò)獲得患者的肝臟原始CT文件，進行快速三維成像，再傳輸給醫(yī)院，指導(dǎo)手術(shù)操作。這樣一來，就能讓創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品服務(wù)更多醫(yī)生，造福更多患者。

▲海信SID術(shù)中導(dǎo)航

中國工程院院士、清華大學(xué)長庚醫(yī)院院長董家鴻教授非?？春眠@套設(shè)備，不僅將其裝配在長庚醫(yī)院的手術(shù)室里，還在一次國際肝膽外科學(xué)術(shù)會議上，向全球同道演示這套設(shè)備的術(shù)中手勢控制導(dǎo)航系統(tǒng)，引起了全場驚嘆和高度關(guān)注。董蒨不無驕傲地說：“這就是我們中國人研發(fā)出來的領(lǐng)先世界的產(chǎn)品！” 

基于合作成果和騰訊技術(shù)支持，董蒨還建立了全球最大的人類數(shù)字肝臟數(shù)據(jù)庫平臺?！拔蚁Ｍ阉幸阎母闻K大數(shù)據(jù)都展示在平臺上，供全球同仁查看?！倍`告訴記者，他們的豐富肝膽疾病數(shù)字模型大數(shù)據(jù)和指導(dǎo)精準(zhǔn)肝切除手術(shù)的成果，已被寫入該領(lǐng)域權(quán)威專著《小兒肝膽外科學(xué)》和《Liver Research and Clinical Management》。項目組發(fā)表論文 206篇，其中 SCI收錄 58篇，獲發(fā)明專利 8項，其他專利等 18項，國家醫(yī)療器械注冊證 2項。 

近 3年，海信CAS與SID及相關(guān)產(chǎn)品實現(xiàn)銷售收入近1億元，榮獲中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新大賽銀獎、中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎；研發(fā)成果相繼參加了國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展和創(chuàng)科博覽2018；關(guān)鍵技術(shù)在全國100余家醫(yī)院推廣應(yīng)用，療效顯著，引領(lǐng)和推進了我國小兒精準(zhǔn)肝膽胰外科發(fā)展。

董蒨作為該項目第一完成人，曾擔(dān)任中華醫(yī)學(xué)會小兒外科學(xué)分會第七、八屆肝膽學(xué)組組長，牽頭制定了《小兒肝膽外科疾病診療規(guī)范》，參與制定相關(guān)指南 2部，其成果被寫入 8部國內(nèi)外專著，曾獲省、市科技進步獎一等獎。