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勇攀科技高峰 點(diǎn)亮肺部“黑洞”

發(fā)布時(shí)間:2024-02-27 16:16:00來源: 中國青年報(bào)

  “醫(yī)療科技的發(fā)展需要一批人去做顛覆性、創(chuàng)新性的技術(shù),擁有獨(dú)辟蹊徑的勇氣,能夠勇闖科學(xué)的無人區(qū),才能在科技高峰上拿出中國的‘撒手锏’,占領(lǐng)科技的制高點(diǎn)?!睆摹傲鶋K地板磚”的實(shí)驗(yàn)室到國際矚目的實(shí)驗(yàn)室,從一人作戰(zhàn)到百余人的團(tuán)隊(duì)協(xié)助,中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院院長周欣開展了數(shù)十年的探索。

  2023年,該團(tuán)隊(duì)成功研制出當(dāng)前全球唯一獲批的可用于氣體成像的臨床多核磁共振成像系統(tǒng)(以下簡稱“系統(tǒng)”),實(shí)現(xiàn)了肺部結(jié)構(gòu)和功能的無侵入、無輻射檢測和定量、可視化評價(jià),為肺部疾病的早期篩查和治療評估提供了新儀器和新方法。

  在傳統(tǒng)MRI(核磁共振成像)檢測中,人類的肺部影像猶如一個(gè)“黑洞”: 肺部是空腔組織,其水質(zhì)子的密度不足以成像。

  多年來,對“肺部黑洞”的“探照”成為醫(yī)學(xué)界關(guān)注的核心課題。如何進(jìn)一步洞悉肺部微結(jié)構(gòu),對通氣與氣血交換功能進(jìn)行無損、定量、精準(zhǔn)評估,是全球科學(xué)家要解決的問題。

  在這一場“肺部黑洞大作戰(zhàn)”中,2023年8月16日,由該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的創(chuàng)新醫(yī)療器械——人體肺部多核磁共振成像系統(tǒng)獲國家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市。2024年1月30日,在湖北省十四屆人大二次會議上,該成果被寫入湖北省政府工作報(bào)告。

  世界衛(wèi)生組織下屬的國際癌癥研究機(jī)構(gòu)發(fā)布的最新報(bào)告顯示,2022年,全球新增癌癥病例約2000萬例,死亡病例約970萬例,而這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)中肺癌占比最高。

  “目前我國患有肺癌、慢阻肺、哮喘等患者基數(shù)大?!敝苄澜榻B,肺功能早期損傷檢測技術(shù)壁壘高,許多患者因發(fā)現(xiàn)患病過晚錯失了最佳治療時(shí)機(jī),導(dǎo)致病情加重,威脅生命健康。

  現(xiàn)在,在臨床上,患者只要吸一口“仙氣”,借助無放射性、無毒、可吸入的惰性氣體氙作為信號源,在該研究院自主研制的“醫(yī)用氙氣體發(fā)生器”作用下,可將其磁共振信號增強(qiáng)5萬倍以上,點(diǎn)亮肺部“黑洞”?!胺尾繗怏w成像讓醫(yī)生直觀看到了肺部通氣情況,把‘看不見’變成‘看得見’。”中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院副研究員李海東說。

  “看得見”對醫(yī)生來說意義重大。此前,在臨床上醫(yī)生只能通過CT觀察肺部結(jié)構(gòu),但無法準(zhǔn)確判斷氣體的流通情況。如今借助系統(tǒng)后,可以顯示不同區(qū)域肺部的通氣功能。以患者的臨床診斷為例,一些患者的上半部分肺無法實(shí)現(xiàn)通氣,而另一些患者則是下半部分肺出現(xiàn)了通氣缺失現(xiàn)象,那么肺部的氣體成像給肺減容手術(shù)提供了準(zhǔn)確的“視野”。

  系統(tǒng)持續(xù)升級后,不僅實(shí)現(xiàn)了“看得見”,也能做到“看得好”。 團(tuán)隊(duì)在超快肺部氣體磁共振成像技術(shù)、人體多核磁共振成像技術(shù)等方面實(shí)現(xiàn)全面突破,有效解決了肺部檢測中氣體磁共振信號太低而不能成像的重大難題。

  在新冠康復(fù)者后遺癥的追蹤與判斷上,該系統(tǒng)也起著重要作用。醫(yī)院原是以白肺的體積大小來設(shè)定出院標(biāo)準(zhǔn),而系統(tǒng)則可以全面發(fā)現(xiàn)病人在通氣功能是否存在缺失等問題,為醫(yī)生診斷提供更全面圖像。

  李海東打了一個(gè)比方:10多年前,手機(jī)拍攝出來的照片會出現(xiàn)像素點(diǎn)等情況,而如今手機(jī)照片已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)高清模式。此系統(tǒng)升級正是讓臨床影像里“肺部黑洞”看得更“高清”了。

  目前裝備已應(yīng)用至中國人民解放軍總醫(yī)院、上海長征醫(yī)院、武漢同濟(jì)醫(yī)院等全國多家三甲醫(yī)院,累計(jì)完成新冠患者超3000人次的隨訪。

  從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用,這一路團(tuán)隊(duì)走了5年多。李海東回憶,在投入應(yīng)用前,根據(jù)臨床醫(yī)生的反饋,研究團(tuán)隊(duì)需要不斷調(diào)整研究思路。這對于科研工作者來說并非易事。在實(shí)驗(yàn)室里,科研目標(biāo)瞄準(zhǔn)的是如何實(shí)現(xiàn)技術(shù)的高精尖,但技術(shù)運(yùn)用到了醫(yī)院,還需要考慮系統(tǒng)使用過程中的操作便捷性、患者使用的友好性等問題。

  一系列人性化的技術(shù)改變應(yīng)用在系統(tǒng)之中。此前患者需要依次吸入兩袋氣體后,進(jìn)行成像檢查。但對于無法長時(shí)間憋氣或者吸氣困難的患者來說,這兩步存在著一定困難。后來,團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了系統(tǒng)流程,患者只需要吸一次“仙氣”,屏氣10秒鐘以內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)肺部的3D圖像的全部掃描。

  “科學(xué)家要踏踏實(shí)實(shí)去積累,掌握核心技術(shù),完成科學(xué)創(chuàng)新,從而帶動整個(gè)行業(yè)變革,提升百姓的福祉?!比缃?,在周欣的團(tuán)隊(duì)里,成員平均年齡在36歲,覆蓋數(shù)、理、化、生物醫(yī)學(xué)、信息科學(xué)等不同學(xué)科方向,“一定要用心打造好年輕團(tuán)隊(duì),只有年輕人不走尋常路,不拘一格做科研,才會源源不斷產(chǎn)生創(chuàng)新”。

  這一項(xiàng)全球領(lǐng)先的技術(shù)對于大部分患者來說還是“生面孔”。周欣希望未來技術(shù)可以“加快步伐”,走進(jìn)全國各地的醫(yī)院,成為老百姓檢查單里“看得懂”“用得上”的檢查指標(biāo),為解決肺部疾病診治難題提供“一雙慧眼”。

  中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 楊潔 來源:中國青年報(bào)

(責(zé)編:常邦麗)

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