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医生搞出来的发明威力无边(2020.10.22 北京晚报)

来源:北京晚报
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如今,当各个高新技术企业“瞄准”创新研发,纷纷进行知识产权布局之时,一些医疗机构也带着自家的创新成果开始了“跨界”发展。

这些出自医生之手的科技创新成果,不仅带来临床诊疗技术的变革,也让更多患者受益。

耳科病变看不清看不准” 世界首台微米级CT机问世

耳部病变最常发生在中内耳区,由于位置深,难以直观看到,影像检查无疑成了耳科疾病诊疗决策的关键助手。然而,耳科病变隐匿、微小,例如由锤、砧、镫骨组成的听骨链仅8毫米,影像学显示很有难度。同时,耳部结构组成复杂,有气体、血管、神经等不同组织,也严重干扰成像效果。以往,针对很多隐匿微小的耳部病变,影像学一直存在“看不清、看不准”等尴尬情况。

不久的将来,这一尴尬现状将有望得以破解。北京友谊医院副院长、影像中心主任王振常团队与清华大学联手,成功发明世界首台微米级耳科专用CT设备,填补了国际空白。

比起传统CT设备,这台耳科专用CT机“体形”明显“瘦”了一圈。可它的分辨力却高达50微米,比高端通用型CT设备提升了6倍之多。

王振常团队研究人员的话说,以前的CT设备拍出的图像,在“看”到一定程度之后,“视力”就达到了极限,而这台CT机却犹如装上了“千里眼”,可以看到许多以前从未发现的微小细节。用个形象的比喻,以前的CT机就好比用肉眼在看一只小蚂蚁,而现在,装上了一个“超级放大镜”后,就连蚂蚁身上的根根触须都能清晰可见。

以多发于成年人的外中耳畸形为例,患者往往会有一侧耳朵听力较差,而导致这一症状的,往往是耳朵里一些小骨头出现了问题。由于这些骨头实在太小,患者进行影像检查时,几乎无法在传统CT上反映出来,很容易发生漏诊。这也让一些原本只需手术替换一个人工听骨就能改善听力的患者,遗憾地失去治疗的机会。

有了50微米分辨率的耳科专用CT设备,一些曾经很不容易被发现的隐匿性病变也将变得无所遁形,患者在疾病早期就能及时得到精准的诊断。不仅如此,这台设备最让医生们期待的,就是它探究未知领域的能力。在它的“辅佐”下,一些以前查不到病因的耳科疾病,很可能会找到一些新的病因,从而揭开耳科疾病的一些未解之谜。

目前,一台50微米的耳科专用CT实验用机已在北京友谊医院完成装机,并进行调试改进。据悉,这一先进的耳科专用CT设备有望在明年拿到临床许可证,真正为有需要的患者提供服务。

微创手术操作空间受限 手术机器人打破技术壁垒

不久前举行的“第三届中国医疗器械创新创业大赛”中,北京友谊医院副院长张忠涛教授团队研发的“单孔腔镜手术机器人系统”一举摘得头奖。

这个机器人究竟有啥本事?还要从单孔腹腔镜手术谈起。普通腔镜手术一般至少需要在身体上打四五个孔。而单孔腔镜手术,顾名思义,只打一个孔就能进行手术。单孔腔镜手术兴起于上世纪90年代后期,包括肾脏、输尿管以及肝脏、胃、结直肠等手术,都可采用单孔腔镜手术完成。近些年,这项技术遭遇瓶颈——仅依靠医生手下的“技术活儿”,已不能满足手术需要。原来,单孔腔镜手术的操作空间很局限,从一个直径2.5厘米左右的小孔,同时进入三四把直杆的手术器械,就像使筷子一样,医生常常挥舞不开。

“单孔腔镜手术要想有跨越式的发展,必须依靠机器人!2012年,张忠涛大胆提出这一设想,并很快付诸行动。他带领团队联合国内几所工科高校,在国家重大课题的支持下,一头扎进了单孔腔镜手术机器人的研发。

张忠涛介绍,当前,在医疗领域活跃着众多手术机器人,其中包括脑外科、骨科、介入手术机器人等,而相对于这些拥有“精准定位”优势的机器人,腔镜手术机器人因其功能复杂,开发难度也是最高的。它拥有悬挂定位系统,且长着3至4条柔性“手臂”,能够完成很多精细化操作。

“我们现在使用的是一种柔性可弯曲结构的手术器械。简单来说,它能直着进到腹腔,然后再弯曲成各种便于操作的形态,这样医生的操作空间就大了很多,动作也更加灵活。”张忠涛教授团队成员之一、北京友谊医院普外科中心肝胆外科主任郭伟介绍,“当今世界最先进的达芬奇手术机器人由于问世在先,几乎用专利‘垒’起了一堵高墙。而我们团队研发的‘单孔腔镜手术机器人系统’,采用了可形变连续体结构机械臂,具有完全自主知识产权。”

不仅完全规避达芬奇机器人设置的技术壁垒,这款单孔腔镜手术机器人系统”在某些性能上还更胜一筹。达芬奇手术机器人有个较大缺点——没有力反馈。例如,手术中机器人夹住一块组织时,到底有多大的力量?不知道。也就是说,达芬奇没有“手感”,完全是靠外科医生的眼睛凭经验来判断。

“我们准备在‘单孔腔镜手术机器人系统’里加入力反馈部件,让机器人精确感知到器械所处的位置和力量等。这样一来,医生用机器人进行操作时,将如同自己真实上台手术一样,动作会更精准。”郭伟透露,该系统尚处在研发阶段,今后还需要在动物实验的基础上,进行临床实验。“这个机器人距离患者临床应用,还有很长一段路要走。”

多种检测方法存缺陷 先进快检覆盖29省份

北京友谊医院血液科主任王昭接诊过一个从山东来的年轻女孩。女孩饱受淋巴瘤的折磨,做完化疗刚有点好转,没过俩月就又复发了。

淋巴瘤不至于这么快复发,加上女孩还有高热和肝脾肿大等迹象……”王昭对这一诊断结果产生了疑虑,他建议女孩做NK细胞(一种机体重要的免疫细胞)活性等一系列检测,“先排除一下噬血细胞综合征。”一天后,结果出来了。综合患者症状及相关实验室检测指标,王昭的判断得到证实:女孩同时还合并了噬血细胞综合征。

帮女孩实现快速诊断的,正是来自王昭团队研发的发明专利——噬血细胞综合征快速诊断技术。

噬血细胞综合征,是一种过度免疫活化引起的危及生命的高炎症因子状态。这类患者在自身缺陷或外界的抗原刺激下,机体免疫系统被唤醒,长期处于一种停不下来的“打仗”状态。而这时的免疫系统既杀不死外来“入侵”细胞,还会分泌大量有害的细胞因子,损伤人体脏器功能。该病由于临床表现不明显,经常存在漏诊或误诊现象。更可怕的是,该病进展很快,病死率高达70%。

研究证明,噬血细胞综合征主要是因机体NK细胞功能下降而引起的。但由于NK细胞活性诊断检测技术非常难,很多检测方法都因种种缺陷而难以普遍开展及推广。因此,尽管噬血细胞综合征早就有了诊断标准,却因诊断技术受限而难以早期诊断。

7年前,王昭曾接诊过一个女孩,当辗转被确诊为噬血细胞综合征时,女孩病情已非常严重,来不及治疗就不幸离世。年轻生命的陨落,对王昭触动很深,他开始带领团队默默攻关噬血细胞综合征快速诊断技术。在经历了三代技术改良后,噬血细胞综合征快速诊断技术——转染荧光细胞株联合流式细胞术测定NK细胞活性技术终于问世。

这一先进的专利检测技术,从收到病人血液样本,到工作人员上机做实验,整个流程只需4个小时即可完成。换句话说,只要标本送达及时,病人基本24小时内就能拿到检测结果。这无疑给患者搭建了一条快速诊断通道。

目前,王昭团队研发建立的该项临床诊断技术已完成专利转化,并广泛应用于临床,覆盖了全国29个省份的92家医疗机构,年使用量达4000例次。

王昭团队在噬血细胞综合征快速诊断技术领域已获得6项国家发明专利技术,下一步将把快速诊断体系相关技术在更大范围的医疗机构进行推广普及,从而更好地服务临床,使患者获益。