當(dāng)腫瘤治療裝上“導(dǎo)航”系統(tǒng)

張雅喬

近年來(lái)，以數(shù)據(jù)和計(jì)算方法為主的計(jì)算醫(yī)學(xué)開始出現(xiàn)并發(fā)展，以逼近真實(shí)的方式理解生命機(jī)理和疾病機(jī)制，提高疾病預(yù)測(cè)、臨床診療和健康維護(hù)水平，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化精準(zhǔn)醫(yī)療。

在2021年9月6日舉行的2021中國(guó)國(guó)際數(shù)字經(jīng)濟(jì)博覽會(huì)上，新經(jīng)濟(jì)智庫(kù)長(zhǎng)城戰(zhàn)略咨詢發(fā)布了《中國(guó)數(shù)字醫(yī)療新賽道新物種研究報(bào)告2021》，并揭曉了中國(guó)數(shù)字醫(yī)療獨(dú)角獸企業(yè)等榜單。

報(bào)告顯示，過(guò)去十年，數(shù)字醫(yī)療賽道182家新物種企業(yè)共發(fā)生近700次融資事件，披露融資金額近2000億元人民幣。2010-2013年數(shù)字醫(yī)療賽道投融資金額以及數(shù)量平穩(wěn)上升，2014-2019年進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，2020年迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)，僅一年投融資事件就高達(dá)130次，披露投融資金額是2019年的2.3倍。

資本市場(chǎng)對(duì)數(shù)字醫(yī)療領(lǐng)域的火熱關(guān)注極大鼓舞著戴昆，去年，戴昆與王子軒、祝海、齊全組成四人海歸博士創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，研發(fā)了一套針對(duì)介入手術(shù)的數(shù)字化輔助系統(tǒng)。

根據(jù)中泰證券研究所數(shù)據(jù)，目前在我國(guó)腫瘤病例每年新增約400萬(wàn)患者，其中60-70萬(wàn)腫瘤患者采用介入治療方式。巨大需求面前，四人創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)致力于技術(shù)攻關(guān)，在介入治療領(lǐng)域走在全國(guó)乃至世界前列。

介入手術(shù)的導(dǎo)航與預(yù)警系統(tǒng)

由于創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、效果好等特點(diǎn)，介入栓塞手術(shù)在越來(lái)越多的腫瘤類疾病治療中，被用作除外科手術(shù)以外的首選治療方案，并被認(rèn)為是未來(lái)醫(yī)學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。

什么是介入栓塞手術(shù)？

介入栓塞手術(shù)把搭載有化療或放療藥物的微球打入血管，微球隨著血液的流動(dòng)到達(dá)給腫瘤供血的幾條血管，釋放藥物把腫瘤殺死。顯然，介入栓塞手術(shù)的關(guān)鍵，在于精準(zhǔn)栓塞靶血管實(shí)施治療，避免栓塞非靶血管造成正常組織和器官損傷。

然而目前來(lái)說(shuō)，微球打在血管樹的哪個(gè)位置、打多少劑量的藥，依靠的是醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)判斷，這往往會(huì)存在一定的判斷偏差，影響治療效果。盡管介入栓塞手術(shù)已經(jīng)發(fā)展了近50年，國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際上對(duì)此仍采取保守療法，盡量使用較低劑量的藥物，以免由于藥物流到其他血管而傷到正常的組織。

戴昆是四人團(tuán)隊(duì)中的首席計(jì)算機(jī)仿真專家，擁有美國(guó)康州大學(xué)冶金專業(yè)博士和哈爾濱工業(yè)大學(xué)鍛壓專業(yè)博士雙博士學(xué)位，曾在美國(guó)學(xué)習(xí)和工作多年，期間主要從事CAE領(lǐng)域的研究和分析。所謂CAE，指的是仿真分析技術(shù)，廣泛用于工業(yè)制造領(lǐng)域，能校驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性，避免浪費(fèi)和失誤，有效地降低研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期。

當(dāng)仿真技術(shù)與介入醫(yī)學(xué)進(jìn)行跨學(xué)科融合，就有了針對(duì)介入栓塞手術(shù)智能導(dǎo)航與預(yù)警方面的研究，在此基礎(chǔ)上，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開發(fā)了全球首款面向臨床應(yīng)用的商業(yè)化產(chǎn)品“釔90微球放射栓塞手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)”，這是針對(duì)放射性微球治療技術(shù)而開發(fā)的介入手術(shù)精準(zhǔn)計(jì)劃系統(tǒng)，能夠極大提高介入手術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性，降低損傷和死亡率。

戴昆對(duì)此做出進(jìn)一步解釋：“由于介入栓塞手術(shù)強(qiáng)調(diào)精準(zhǔn)栓塞靶血管實(shí)施治療，就需要通過(guò)計(jì)算來(lái)仿真模擬微球進(jìn)入血管之后的走向。醫(yī)生應(yīng)該在哪條血管分支上打藥？應(yīng)該打多少藥？這條血管會(huì)不會(huì)出現(xiàn)壓力過(guò)大而反流的情況，從而導(dǎo)致藥物無(wú)法到達(dá)靶向位置？這些都需要事先計(jì)算，來(lái)判斷可能會(huì)出現(xiàn)的情況，在術(shù)前優(yōu)化注射位置和注射劑量，從而在保證正常器官組織不受損傷的情況下，最大程度地進(jìn)行腫瘤靶向治療?！?/p>

王子軒是韓國(guó)朝鮮大學(xué)醫(yī)學(xué)博士，同時(shí)也是青島市衛(wèi)生系統(tǒng)第二、三屆專業(yè)技術(shù)拔尖人才，第八屆青島市青年科技獎(jiǎng)獲得者。祝海則是青島大學(xué)生理學(xué)博士，澳大利亞墨爾本St. Vincent's Hospital訪問(wèn)學(xué)者。二人在公立三甲醫(yī)院有著豐富的臨床工作經(jīng)驗(yàn)，是團(tuán)隊(duì)中的首席醫(yī)學(xué)專家，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)產(chǎn)品需求，把握整體研究方向。

祝海打了一個(gè)形象的比方：“就像我們出門就要看導(dǎo)航一樣，到達(dá)一個(gè)目的地，導(dǎo)航會(huì)告訴你哪條路會(huì)堵車，到達(dá)目的地的最佳路線是什么，要花多長(zhǎng)時(shí)間。這也是一套導(dǎo)航系統(tǒng)，會(huì)告訴你手術(shù)的下一步應(yīng)該怎么做，從而達(dá)到指導(dǎo)手術(shù)的目的?！?/p>

齊全擁有赫爾大學(xué)（英國(guó)）計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)哲學(xué)博士學(xué)位，作為國(guó)家“青年高層次人才計(jì)劃”專家，他擔(dān)任團(tuán)隊(duì)中的首席人工智能算法專家，負(fù)責(zé)人體組織的數(shù)字化建模，以形成三維數(shù)字化影像，戴昆在數(shù)字化影像中模擬人體生理系統(tǒng)的運(yùn)行。

“釔90微球放射栓塞手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)”針對(duì)人體的不同器官做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，第一個(gè)目標(biāo)器官瞄準(zhǔn)的是肝臟，王子軒對(duì)此解釋，由于中國(guó)是世界上肝癌發(fā)病率第一位的國(guó)家，對(duì)肝部腫瘤的介入栓塞手術(shù)需求量巨大。

四人的跨界合作從2020年開始，經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的研究，形成和申報(bào)了首批4項(xiàng)發(fā)明專利，該技術(shù)研究成果填補(bǔ)了介入栓塞手術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的空白，處于全球領(lǐng)先水平。目前“釔90微球放射栓塞手術(shù)計(jì)劃系統(tǒng)”已經(jīng)著手準(zhǔn)備開始進(jìn)入動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。

智慧化有助于實(shí)現(xiàn)醫(yī)療均質(zhì)化

王子軒從事介入專業(yè)20年，結(jié)合長(zhǎng)期以來(lái)在臨床手術(shù)中的觀察，他將這一產(chǎn)品的價(jià)值歸為幾點(diǎn)。

首先，它實(shí)現(xiàn)了手術(shù)質(zhì)量的均質(zhì)化。在優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源相對(duì)短缺且分布不均的當(dāng)下，“看病難”是一個(gè)長(zhǎng)期存在的不容忽視的問(wèn)題。如何讓患者在不同醫(yī)院能享受到相同或相似水平的醫(yī)療，如何讓高端醫(yī)療資源下沉，成為一個(gè)亟待解決的關(guān)鍵性問(wèn)題?！懊鎸?duì)不同的病患，目前醫(yī)生主要是依靠自身經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)判斷來(lái)制定不同的手術(shù)方案，對(duì)那些資歷尚淺、專業(yè)能力欠缺的醫(yī)生來(lái)說(shuō)，新研發(fā)的系統(tǒng)具有一定的輔助和指導(dǎo)意義，能夠有效提高手術(shù)方案的精確度，減少并發(fā)癥的發(fā)生?！蓖踝榆幷f(shuō)，“另外，這也是一套不斷學(xué)習(xí)的人工智能系統(tǒng)，通過(guò)不斷的提高迭代，能夠不斷提升手術(shù)的精準(zhǔn)度?！?/p>

另一個(gè)價(jià)值在于，由于技術(shù)限制，目前的介入栓塞手術(shù)依賴二維圖像進(jìn)行，縱深信息顯示不足，這是所有從事介入手術(shù)的醫(yī)生都會(huì)遇到的麻煩。新研發(fā)的系統(tǒng)是三維的立體分析，有效彌補(bǔ)了二維分析的信息缺失。

還有不容忽視的一點(diǎn)，新研發(fā)的系統(tǒng)能夠通過(guò)精確計(jì)算，最大程度地估計(jì)手術(shù)中可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，從而降低因預(yù)判不足而造成的正常組織損傷的風(fēng)險(xiǎn)?！皬倪@方面來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力確實(shí)是高于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)判斷的。”王子軒說(shuō)。