2月5日，時(shí)隔一個(gè)月，北京市醫(yī)學(xué)科技創(chuàng)新院士、北京學(xué)者“領(lǐng)航”系列講座第二期如期舉行，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院忠誠(chéng)樓學(xué)術(shù)報(bào)告廳內(nèi)再次座無(wú)虛席。本期講座由中國(guó)工程院院士，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院黨委常委、副院長(zhǎng)王振常;北京學(xué)者、首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院黨委副書(shū)記、院長(zhǎng)趙國(guó)光主講。

從回顧醫(yī)學(xué)影像的現(xiàn)狀與創(chuàng)新，到探索腦機(jī)接口技術(shù)的重塑與發(fā)展;從破解一個(gè)個(gè)臨床難題，到新技術(shù)讓患者再獲新生;從醫(yī)生“單打獨(dú)斗”，到推進(jìn)醫(yī)工深度融合……兩位專家用兼具學(xué)術(shù)性與人文情懷的報(bào)告，為在場(chǎng)的醫(yī)務(wù)工作者、科技人員撥云見(jiàn)日，詳解醫(yī)學(xué)科技創(chuàng)新的核心要義。

“創(chuàng)新無(wú)處不在，理念引領(lǐng)行動(dòng)”

放射科被臨床醫(yī)生視為診斷疾病的“眼睛”。依靠影像，醫(yī)生可以進(jìn)行人體健康和疾病評(píng)估，發(fā)現(xiàn)病變位置、確定病變性質(zhì)。影像在疾病診斷及治療過(guò)程中發(fā)揮著舉足輕重的作用。在講座中，王振常帶大家回顧了醫(yī)學(xué)影像的現(xiàn)狀與創(chuàng)新。

“隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，放射科設(shè)備的檢測(cè)能力越來(lái)越強(qiáng)，從厘米到毫米、微米級(jí)成像，讓醫(yī)生對(duì)疾病有了更加敏銳的探測(cè)力。”王振常介紹。同時(shí)，CT、磁共振等設(shè)備在常規(guī)結(jié)構(gòu)成像的基礎(chǔ)上又增加了功能成像、代謝成像、血流成像等，可以在體檢、疾病篩查、診斷與鑒別、療效評(píng)價(jià)及預(yù)后等多個(gè)方面發(fā)揮作用。

“探索人類健康和疾病診療的過(guò)程永無(wú)止境。實(shí)踐證明，醫(yī)學(xué)影像技術(shù)每個(gè)階段的創(chuàng)新，都會(huì)為臨床和人類健康帶來(lái)積極影響。”王振常表示，“做科研要敢于提出問(wèn)題，不拘泥于傳統(tǒng)觀念和傳統(tǒng)技術(shù)。所謂創(chuàng)新無(wú)處不在，理念引領(lǐng)行動(dòng)。”

隨著研究的深入，王振常發(fā)現(xiàn)了醫(yī)學(xué)影像發(fā)展面臨的新問(wèn)題：設(shè)備安置條件要求高、占地空間大、算法算力有限、分辨力不足;通用有余、專用不足。“以算法算力為例，如今影像的數(shù)據(jù)量激增，一個(gè)胸部CT的數(shù)據(jù)有三百幀到五百幀的圖像;一個(gè)腹部磁共振的數(shù)據(jù)，有一千五百幀的圖像。如果僅靠醫(yī)生肉眼觀察、解讀，耗時(shí)多，醫(yī)生極其辛苦。”王振常介紹。

他深刻認(rèn)識(shí)到人工智能時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，和團(tuán)隊(duì)共同創(chuàng)新AI技術(shù)，AI產(chǎn)品也已經(jīng)進(jìn)入北京友誼醫(yī)院放射科進(jìn)行轉(zhuǎn)化應(yīng)用。“我們?cè)贏I影像診斷方面做了很多嘗試，比如，AI可在數(shù)秒內(nèi)完成肺結(jié)節(jié)的檢出，減少了大量的重復(fù)勞動(dòng)，減輕了醫(yī)生的工作強(qiáng)度，提升了診斷效率。”

“期待0到1的原創(chuàng)，也期待1到100的飛躍”

在2014年巴西世界杯開(kāi)幕式上，一位脊髓損傷后截癱9年的患者，借助外骨骼裝置，開(kāi)出了該屆世界杯的第一腳球。這一幕讓全世界振奮，也深深打動(dòng)了趙國(guó)光。2018年，在趙國(guó)光的推動(dòng)下，宣武醫(yī)院成為亞洲首家加入“重拾行走計(jì)劃”的機(jī)構(gòu)。眾多脊髓癱瘓的患者，利用“腦機(jī)接口技術(shù)”重新站立行走，獲得新生。

今年1月29日，趙國(guó)光團(tuán)隊(duì)以及清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院洪波教授團(tuán)隊(duì)宣布，全球首例植入式硬膜外電極腦機(jī)接口輔助治療頸髓損傷引起的四肢截癱患者行為能力取得突破性進(jìn)展。

“所謂腦機(jī)接口，就是通過(guò)設(shè)備捕捉大腦內(nèi)部的電活動(dòng)，再創(chuàng)建一種直接通信路徑，使信號(hào)把大腦跟計(jì)算機(jī)連起來(lái)，實(shí)現(xiàn)‘意念控制計(jì)算機(jī)’。”趙國(guó)光認(rèn)為，未來(lái)腦機(jī)接口技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，不僅可以幫助漸凍癥、脊髓損傷、癲癇等腦疾病患者康復(fù)，而且有望實(shí)現(xiàn)腦機(jī)融合智能、拓展人腦信息處理的能力。

“以癲癇治療為例，我曾接診過(guò)的一位15歲的女孩，患病12年，一個(gè)月發(fā)作高達(dá)730多次。”趙國(guó)光介紹，“我們?cè)谒哪X部植入反應(yīng)性閉環(huán)神經(jīng)刺激系統(tǒng)。術(shù)后第一個(gè)月，女孩的癲癇發(fā)作減少到480次，第二個(gè)月驟減至57次，第五個(gè)月時(shí)停止發(fā)作。”趙國(guó)光回憶，由于疾病消除，女孩再來(lái)醫(yī)院復(fù)查時(shí)，煥發(fā)青春活力，醫(yī)護(hù)人員差點(diǎn)沒(méi)認(rèn)出她。

腦機(jī)接口技術(shù)是一項(xiàng)門檻高、要求復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，為眾多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。然而，想要實(shí)現(xiàn)突破并不是一件容易事。“我們期待著0到1的原創(chuàng)，也期待1到100的飛躍;通過(guò)1到100、100到1000的數(shù)據(jù)分析，又能促進(jìn)原創(chuàng)科技的發(fā)展。”趙國(guó)光表示。

“醫(yī)工融合是思想和觀念的融合”

醫(yī)工融合，全稱為“醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代化工程技術(shù)交叉融合”，是一種跨學(xué)科的研究合作模式，涉及醫(yī)學(xué)、信息學(xué)以及系列相關(guān)學(xué)科的緊密結(jié)合，被認(rèn)為是突破醫(yī)學(xué)技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵手段之一。

“所謂融合，應(yīng)該是思想和觀念的融合。”王振常表示，“這需要醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)團(tuán)隊(duì)不斷深入交流、探討，讓信息思維和醫(yī)學(xué)思維相互碰撞，產(chǎn)生創(chuàng)新思維。”

耳部具有很多微小結(jié)構(gòu)，基于通用影像設(shè)備往往存在看不清、看不準(zhǔn)的難題，導(dǎo)致一些隱匿疾病難以得到精準(zhǔn)診斷。為此，王振常團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)、北京醫(yī)療器械高新企業(yè)聯(lián)手，歷經(jīng)10年攻關(guān)，成功研發(fā)了微米級(jí)耳科專用CT設(shè)備。

“一根頭發(fā)絲約為40～50微米，耳朵內(nèi)很多精細(xì)部位只有幾根發(fā)絲大小。”王振常介紹，“通用型CT的最優(yōu)空間分辨力一般在300～700微米，難以顯示耳部的很多微小結(jié)構(gòu)。自主研發(fā)的耳科專用CT最優(yōu)空間分辨力可達(dá)50微米，是通用CT的6倍，為諸多耳科疾病的診療提供利器。”

耳科專用CT分辨力高、體積小，但也意味著其在很多地方與通用型CT的零部件存在差異，因此專用CT在整體結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計(jì)與加工方面都要從零開(kāi)始。此外，如何在更小的儀器架構(gòu)上安裝諸多精密零部件，如何確保多部件協(xié)調(diào)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，也曾是研發(fā)團(tuán)隊(duì)共同面臨的難題。

“研發(fā)團(tuán)隊(duì)多次溝通交流，反復(fù)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行討論和仿真，不斷迭代。經(jīng)過(guò)多年打磨，終于成功研發(fā)了設(shè)備，已于2021年投入運(yùn)行。”王振常介紹，“醫(yī)工融合的創(chuàng)新成果，讓醫(yī)生有了一雙火眼金睛，讓耳部隱匿微小疾病無(wú)處遁形。”