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【中国科学报】皮肤CT:加强医疗精准检测
发表日期: 2018-05-08 作者:
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  ■本报见习记者 高雅丽 

  皮肤是人体最大的器官,当前国内综合医院皮肤病患者通常可占到门诊量的10%左右,如何更好地进行皮肤病诊断,是摆在所有医生面前的一道难题。

  近日,中科院苏州医工所经过近一年时间的技术攻坚,自主研发出皮肤CT样机,正在开展相关工程化工作。产品实现量产后,将有望打破国际市场垄断现状,极大降低同类型设备使用成本。

  皮肤影像学的诞生 

  皮肤病是皮肤受到内外因素的影响后,其形态、结构和功能发生变化,产生病理过程,并相应地产生各种临床表现。皮肤病会严重影响人们的生活质量,恶性皮肤疾病如黑色素瘤、基底细胞癌等甚至危及生命。

  皮肤科临床的发展需要无创、原位、实时、动态的检测方法,对可疑皮损进行重复检查,提供客观量化的评价指标。临床的需求促进了皮肤影像学的产生和发展。

  “针对皮肤疾病的早期准确诊断有着重要意义。”中科院苏州医工所研究员、江苏省医用光学重点实验室副主任张运海对《中国科学报》记者说:“皮肤影像学是利用现代超声、光学等手段对皮肤病进行无创、原位、动态、实时诊断的一门新型技术学科。”

  过去十几年,作为医学影像学分支的皮肤影像学取得了长足的进步,包括皮肤镜、皮肤共聚焦技术、多光子成像、光学相干层析成像和光声成像等多种成像技术用于临床疾病诊断已成为可能。

  张运海说:“皮肤镜是临床中常采用的一种检测手段,然而采用可见光工作的皮肤镜只能对皮损表面进行检查,对于深层皮肤结构无能为力。”

  面对目前的医疗需求,皮肤CT(又称皮肤共聚焦显微镜)应运而生。它基于反射式共聚焦成像的皮肤原位、在体、实时、动态三维成像技术实现了皮肤计算机断层扫描成像,克服了皮肤镜检查的局限性,是具有广阔发展前景的无创性皮肤影像学产品。

  “这种设备技术门槛非常高,目前市场上只有美国一家公司有研发生产能力,每台设备售价折合人民币150多万元。”张运海介绍道。

  共聚焦显微镜显神通 

  面向皮肤病诊断,皮肤组织病理学成为许多皮肤疾病诊断的“金标准”。但这种方法需要活检取材,这种有创的方式,非常容易导致患者疼痛、留下瘢痕。同时,病理切片制作费时费力,而且仅能提供活检部位的信息。

  “细胞制成切片后,已经失去了生理状态信息。当医生遇到监测疾病变化、评价疗效、确定皮损边界等情况时,常常需要活检,这一切都大大降低了患者的依从性。”张运海表示。

  针对皮肤共聚焦成像技术的研发和应用研究,国外一直领先于国内。谈起这项技术的发展,张运海如数家珍。

  1995年,共聚焦技术开始应用于人活体皮肤成像,奠定了皮肤共聚焦成像在皮肤科推广应用的基础。2000年,美国Lucid公司推出了至今用处最广的商品化皮肤共聚焦成像系统。

  当前,张运海的团队已经掌握了共聚焦显微镜关键技术,研发出达到国际主流水平的激光扫描共聚焦显微镜。在此基础上,张运海课题组研制出了基于830nm激光光源的皮肤CT样机,实现了深度达150微米、横向分辨率达1.5微米的技术指标。

  张运海说:“皮肤CT以近红外激光作为光源,利用皮肤中黑色素和角蛋白等不同细胞结构的折射率差异,实现皮肤组织结构的无创在体三维成像,为皮肤细胞病理结构的实时动态观测提供有效的技术手段,具有无创、无痛、实时、检查方便等优点。”

  研究期间,课题组共申请6项发明专利及3项实用新型专利,并且研制出了基于830nm激光光源的皮肤CT样机。

  皮肤CT样机适用于黑色素瘤病变、基底细胞癌、鳞状细胞癌、银屑病、白癜风等临床皮肤疾病的诊断。除此之外,皮肤CT还可以用于皮肤美容等领域,用于客观评价皮肤的老化或损伤程度。

  医工结合促进科技成果转化 

  “从临床中来,到临床中去”,是医疗创新领域十分重要的准则。解决临床问题,才是医疗创新的根本宗旨。皮肤CT的成功研发,正是苏州医工所“医工结合”的优秀案例。

  在去年与吉林的一场对接会中,来自吉大一附院皮肤科的一位医生提出了关于皮肤CT的需求。“他们需要一台皮肤科诊断仪器,可以满足大多数皮肤疾病的影像学诊断,如黑色素瘤病变、白癜风、银屑病、湿疹、黄褐斑、扁平苔藓、浅表真菌病等。”张运海说。

  如何自主研发皮肤CT,打破国际垄断,让更多医院皮肤科买得起、用得起设备?在苏州医工所“医工结合”专项基金的支持下,张运海课题组与吉大一附院开展了合作。

  作为专项基金,只要医生提出想法,苏州医工所经遴选后决定立项研发的项目,就会给予医生20%~50%的收益比例,并纳入苏州市科技计划指导性项目。包括皮肤CT项目在内,目前“医工结合”计划已征集305个项目,其中立项89个,涉及苏州、上海、长春3个地区,6家三甲医院,100个科室的137名医生。

  同时,苏州医工所与多家三甲医院建立紧密合作关系,通过与复旦大学附属华山医院、苏州大学附属第一医院等近15家医院签订合作协议,苏州医工所与医院共建研发机构、定期交流需求、联合申请项目,将医工结合真正做到常规化。

  张运海说:“目前课题组还在研发调试手持便携式皮肤CT样机。手持式皮肤CT更便于医生进行操作,对于台式皮肤CT不能检测的皮肤部位也能方便地进行检测。”

《中国科学报》 (2018-05-07 第6版 院所)

(来源http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/5/411435.shtm

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