為什么CT技術還停留在25年前?
2011-11-08 22:11:22 本站原創這篇文章源于一個非常有意思的演講,講演者是 UCSD 放射腫瘤學系教授 Steve Jiang。這篇文章的題目來自于芝加哥大學放射診斷學系教授 Xiaochuan Pan 的一篇論文。
問題一目了然:近二十年來,X 光斷層掃描成像技術在學術界的進展一日千里。但是今天醫學實踐中主流應用的還是二十五年前的 Filtered Back Projection 方法。翻開任何一篇今天關于斷層掃描的論文,都能看到現代方法的結果比FBP方法好了不知道多少倍(下圖從左到右反映了不同年代的技術,而醫療上至今仍然 在應用最左邊的技術)。學術界的成果完全沒有在業界反映出來。這是為什么呢?
這個問題的重要性可以通過下面的數據看出來。以美國為例,醫療放射劑量差不多占了于美國人身體所承受的全部輻射的三分之一,每年醫療X光斷層掃描成 像( CT )放射超過六千萬人次(在中國這個數字當然更高)。另一方面,所有的現代 CT 研究都號稱能夠大幅降低對人體的輻射傷害。但是,今天去醫院,我們遇到的仍然是高輻射低質量的過時技術,并且短期內看起來會一直是這樣。這不僅是一個學術 問題,而且是一個公共衛生安全問題。
Jiang 對此的回答是這是研究體系之間的矛盾所導致的。CT 技術的進展主要體現為數學工具的飛躍,而臨床醫生不懂數學,也看不懂數學論文,更不容易找到容易交流的數學家討論。應用數學家滿足于在刊物上發表論文(二 十年間這個領域的論文何止千萬),卻不關心臨床上存在的實際問題。即使雙方偶有交流,也停留在個案上,完全不足以推動產業的改變。
從數學家的角度來看,一方面,甚至直到今天為止,很多數學家還滿足于在一些過度簡化的圖像上(Shepp-Logan 就是個典型的例子)實驗自己的數學模型,而完全不了解為什么這些模型會在實踐中遇到巨大的困難。(反過來,這些過度簡化的模型甚至惡化了醫學界對數學工具 的厭惡,認為它們都是紙上談兵而已。我本人就遇到過此類相當不客氣的評論。)
另一方面,大多數數學家并無機會接觸到第一手的醫療數據(這里也的確存在醫療法規和隱私管理的問題),所以無從建立在實踐層面上比較算法優劣性的平臺。其結果就是大家雞同鴨講,自說自話。平心而論,今天這個領域 90% 的研究確實如此。
但是另一個困難更加本質:臨床醫療業界普遍看不懂也不愿意看數學論文。這就要求一部分數學家承擔起橋梁的職責,同醫學界密切合作把數學工具引入臨床 實踐,而這是個既困難又吃力不討好的工作。數學家有自己評估學術成就的標準,而這種工作是無法被計入學術貢獻的。(這里說的是美國的情形,在中國大概更 糟。)
結論呢?這不是一人一事一時一地的問題,而是跨學科跨產業的問題。注意到這個問題的人確實越來越多了,但是要指望現實層面的變革,至少目前來看是不現實的。