“治癌利器”新突破！攻克世界级难题，是她将中国推向领跑地位
她是低调逐梦的“95后”女孩，也是极具天赋的科研工作者，大学时期，便已在医学影像领域遥遥领先，不仅荣获世界级金奖，其专利更是甩开欧美各国，她就是华科女博士高敏。
2021年4月，国际权威期刊《IEEE辐射与等离子体医学科学汇刊》发表了一项重大研究成果，在这篇名为《基于双平板数字PET首次实现在线在束质子治疗监测的结果》的论文中，一支来自中国的科研团队，在国际上首次将动物活体作为实验对象，获得了世界上第一个对活体动物的质子刀在线监测的实验结果，一举破解了困扰科学家们近三十年的学科大难题，成果一经发表立刻引发了医学界的广泛关注。
然而谁也想不到，这一团队的领队人高敏仅仅是一名95后的女生，而她在医学影像技术上的成就，还得从PET技术发展的历史说起。
自上世纪九十年代以来，生命科学家一直致力于探索PET用于质子检测的可行性，所谓质子检测，实则是一种用于肿瘤治疗的放射技术。
据世界卫生组织报道，全球每年大约有1400万人被诊断出癌症，大约820万人因癌症病发死亡，癌症已经成为全世界人类最大致死原因，面对不断上升的癌症发病率，全球范围内高效、具有针对性的治疗方式却屈指可数。
长期以来，外科治疗、化学治疗、放射治疗被公认为肿瘤治疗的三大常规手段。然而前两种治疗方式都存在着明显缺陷，首先外科治疗只能用于诊断疾病、去除病变组织，而化学治疗则是通过各种药物达到消灭癌细胞的目的。
截至目前，还没有一种通用药物，能够识别杀死发生在身体不同部位的癌细胞。第三种放射治疗则是最前沿的一种治疗手段。所谓放射治疗，顾名思义，就是把光子、电子、质子等放射性离子束照射到癌变组织上，破坏癌变组织的分子结构，阻止癌症分子的DNA继续复制，以防止癌症的扩散和进一步生长。其中，运用质子射线治疗肿瘤是当前国际上公认的最尖端的放射治疗技术，以杀癌效果好、毒副作用小被誉为“治癌利器”。
但想要实现质子治疗，离不开医学影像技术的支持，特别是PET技术。PET即正电子发射型计算机断层显像，是一种生化灵敏度极高的核医学分子影像技术，通过它可以获知质子束的投递剂量和作用范围，更加及时地发现恶性肿瘤。
正因如此，PET技术也被称为继超声、CT和核磁共振之后最顶尖的医学影像技术。然而此前只有美国、德国、日本等少数发达国家才拥有此项技术，中国的癌症患者只能承受高昂的花费，长期依赖国外技术设备维持治疗。面对严酷的技术封锁，开发出属于自己的放射治疗设备，让这一医学福音惠及众多的肿瘤患者成为国内医疗科研人员的共同心愿。
这份期待同样打动了初入校园的高敏。2013年，高敏凭借优异的成绩考入华中科技大学，身材瘦小的她看上去文静，但骨子里却有着一股不服输的韧劲。在众人眼中，高敏严谨自律，从不因循守旧，也不跟在他人后面亦步亦趋。实验室里的日子枯燥乏味，一个实验常常要花费好几个小时，高敏却在这样单一的学习环境中找到了持之以恒的乐趣。用她自己的话说：“尽管在科研道路上会吃很多苦，遇到很多困难，但那种打怪升级的乐趣也只有在这里才能体会得到。”
在参与科研项目的日子里，她时常听闻导师们谈论中国医学影像技术面临的困境，这让她萌生起将开拓医学影像技术作为终身事业的想法。之后，高敏凭借优异的成绩和扎实的理论基础拜入“数字PET第一人”谢庆国导师的门下。谢庆国教授严谨的治学态度、孜孜不倦的工作精神深深感染了高敏，也让她对中国医学影像技术领域有了更加深刻的理解。
尽管PET技术被誉为最具潜力的监测质子治疗手段，但由于质子束产生的正电子核素半衰期极短，背景散射伽马光子极多，超高速闪烁脉冲信号难以实现数字化采样，传统PET一直采用模数混合的信号获取电路，无法对质子束射入人体内情况进行实时精准的监测，因此存在“测不准 使用难 应用窄”等短板。加之中国的PET技术长期面临着欧美等西方国家的技术封锁，想要突破必须开辟新路。为此，谢庆国团队提出了“数字PET”的口号，然而这份破釜沉舟的勇气与魄力却遭到其他国家的嘲讽和质疑。在他们看来，PET技术的研发周期相当漫长，而中国所掌握的技术理论几乎空白，更何况是PET前端数字化这一世界级难题。
即使困难重重，研究团队却不甘示弱，没有现成的理论资料就从最基础的仪器做起。2010年，实验团队首创多电压阈值采样（MVT）方法，研发出全球首台动物全数字PET，实现了亚毫米的高空间分辨率。这一举世瞩目的技术突破一举将中国推向了数字PET领域无人能及的领跑地位。
从原理发明一步步转化为技术产品，中国终于实现了完整自主的数字PET知识产权体系，但这并不意味着数字PET的研发已经走到了尽头。相比于发达国家，我国除了技术方面的领先优势，在临床应用上依然面临巨大的考验，而一众国际医疗器械巨头在被打脸后纷纷看到了数字PET的价值和潜力。
2010年，荷兰顶尖医疗电子品牌飞利浦的研发团队提出思维飞行时间技术，意在提升PET成像效率；以PET应用研究实力享誉全球的芬兰图尔库PET中心也随后宣布将对超级PET进行立项研发。如果不尽快支持数字PET设备做实做强，我国无疑将丧失这次高端医疗产业跨越式发展的绝佳机会。
从2014年开始，高敏一直跟随导师致力于临床PET产业化的研究。一边是繁重的课业，一边是高强度的实验，彼时编程能力薄弱的她只能见缝插针地挤出午休时间到实验室做项目，熟悉相关软件的使用。有时为了重现领域专家的实验结果，高敏要研读文献几遍甚至十几遍，反复推敲细节。
也正是这份坚持为她之后的科研工作打下了坚实的基础，在导师谢庆国的指导下，高敏参与和负责了多个国家级大学生科技创新项目，并获得了丰硕的研究成果。
2017年4月，第四十五届日内瓦国际发明展在瑞士开幕，这是由世界知识产权、瑞士联邦政府共同举办的，世界上历史最长、规模最大的发明展之一。高敏作为华科参展组团16人中唯一的本科生，凭借出众的高灵敏度即插即成像头盔式PET项目获得一众评委的青睐。
这项成果基于国内自主研发的PET实验室，独一无二地实现了PET系统模块化，其超前的概念和先进的设计吸引了所有参展人员的目光，最终一举夺得展会金奖。而当高敏站上领奖台时，在场的所有人几乎无法将眼前这位长着稚嫩脸庞的“95后”与金奖项目的唯一负责人联系起来，更有甚者将其当成初中生，疑惑地询问同行翻译：“怎么会有小孩子来参展？”
虽然斩获殊荣，高敏却有着清醒的认知，建设超级全数字PET绝非一朝一夕之事。她笑着说道：“趁年轻，我们要不顾一切！”在当时，数字PET影像只能做到清晰呈现，无法提供精确的定量数据信息，如果能在定量方面有所突破，势必将为疾病诊疗、病理研究带来革命性的变化。高敏决定乘势而上，带领团队勇攀新的高峰。
回国后，她马不停蹄地加入到数字PET质子治疗在线监测的研究中，与团队远赴台北长庚医院进行实验。由于质子放疗的费用昂贵，她与同事只能连拖带扛将80多公斤的设备运到长庚医院，从系统搭建、设备调试、实验采集到拆卸清场，整个过程只需要96个小时。高敏回忆道，质子医院束流条件十分紧张，实验总是在一天的病人诊疗结束后。大约晚上十点左右开始，凌晨两三点结束，然后在清晨五六点开始准备下一轮实验。
最忙碌的时候，他们仅花了4天时间便搭建出了一个新的PET系统。功夫不负有心人，在不分昼夜地努力与坚持中，高敏与团队首次监测到了质子束打到假体上产生的氧15，开启了数字PET在质子放疗方向的全新应用。
今年5月，已成为博士生的高敏和她的团队再次惊艳全球，向世界证明了数字PET能够为研究质子束与生物组织的相互作用机制机理提供前所未有的新数据，并有望催生一系列质子治疗范围验证的新理论、新算法、新技术。不少国外研究人员认为，这有可能是“治癌利器”质子刀精准治疗历史上的一小步，有望解决质子束在线监测这一世界级难题，从而有效提升质子刀对肿瘤治疗的效果，中国再一次在医学影像技术领域站在了世界前列。
21世纪是生命科学的世纪，谁掌握了精准医学的发展前沿，谁就掌握了未来社会健康、科技、经济发展的制高点。大鹏之动，非一羽之轻；骐骥之速，非一足之力。
如今面对国家经济科技基础薄弱与发展尖端科技需求的矛盾，我们期待更多像高敏这样有信心、有意志、有能力的科研人才，肩负起历史重任，向科技高峰继续挺进。