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男女科研各有所长(2)

来源:分子科学学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-07-07
作者:网站采编
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摘要:薛涵黎读研一时,正赶上数字医学红极一时,导师文教授主持的一个研究项目就是研究数字医学的临床应用。“数字医学就是把数字化技术,比如计算机信

薛涵黎读研一时,正赶上数字医学红极一时,导师文教授主持的一个研究项目就是研究数字医学的临床应用。“数字医学就是把数字化技术,比如计算机信息技术,应用到医学上,用来进行医学研发和临床的诊断。”薛涵黎也参与到其中,负责的就是临床诊断的方向。

“我当时的第一反应就是先查文献资料。”薛涵黎对于数字医学了解并不多,所以下意识地就把目光投向了文献。数字医学应用范围很广,但文献其中的一个章节引起了薛涵黎的关注——数字人!数字人也被称为数字化虚拟人,是对自愿捐献的健康尸体进行数据采集后,由电脑合成的三维立体人类生理结构图。由于数据全部来自真实的人体,所以能模仿真人做出各种反应。目前,“数字人”的应用领域主要是为复杂的高风险手术提供方案选择。但薛涵黎认为,数字人的应用领域绝不仅限于这些。

薛涵黎提出了一项更大胆的假设:把“导航”系统植入数字人系统中。“汽车可以通过导航准确地到达目的地,如果在数字人的技术上也加上导航的功能,临床手术也一定能会更加精确。”薛涵黎的这个灵感是在她一次打车去市中心的时候萌发的。她提出,在患者的手术位置装置带有红外线发射器或反射球的参照架,就可直接将患处的实际数据传送至计算机,由计算机进行测算后,就能立即给出手术的数据和建议。除此之外,在手术过程中,计算机还可以将实时观测的图像与术前的医学图像进行匹配融合定位,引导医生手术,一旦医生的手术刀有所偏差,计算机也会立即报警纠错。这个思路也在导师的实际项目中起到了不小作用。

研二下学期的时候,薛涵黎进入实习医院,开始了她的临床研究。一天,医院里来了一位受颈椎病困扰的病人。病人的主治医生刚好是薛涵黎的实习导师王主任。“我平时喜欢运动,希望手术以后还能继续做运动。”对于病人的这个要求,就连王主任都不敢保证,薛涵黎也陷入了两难中:“一般来说,脊椎手术之后都不建议病人剧烈运动,但是病人的要求也不能不考虑。唯一的方法就是寻找到一个最合适的治疗方案,让手术对脊椎的影响降到最低。”

这话说来容易,但由于脊柱位置深,结构复杂,而且与神经、血管等重要结构位置相近,手术时只要有任何偏差,术后效果都可能有天壤之别。而且,传统的磁共振、CT三维重建等,虽然可以获得三维的静态图像,但角度变化有限,缺少解剖层,无法全方位地显示病变情况,即便是具有丰富临床经验的医生,也很难确保操作绝对精准。“所以,关键的就是要全方位地将病变情况展示出来,这样才能制定最精确的手术方案!”薛涵黎很快就找到了重点。但有什么方法能够最全面地反映病变情况呢?正思考时,她的目光停留在了前两天逛街时打印出来的3D照片上。如果用3D打印技术把病人的颈椎病变位置打出来,说不定就可以!

薛涵黎尝试着把这个想法跟王主任汇报后,没想到王主任立马答应可以尝试一下。他们用CT和MRI图像进行三维建模,经过多次实验,终于拿到了一个与病人的颈椎1:1完全吻合的模型。“接下来,我们根据患者日常的行为习惯,对它进行了模拟手术,并分别测量了内固定螺钉长度,进钉点位置,钢板长度等数据,在多种手术方案中找出几个最优的,供患者选择。”最终,患者选择了颈前路融合内固定手术方案。

“将3D打印技术引入到临床诊断、手术、康复中,医生就可以在术前反复模拟实际手术操作,手术时可大大减少手术创伤、术中出血等情况的出现,对患者的安全性也大大增加了。”就这样,薛涵黎将生活中的各种发现引入自己的研究中来,为科研工作开辟了一条新思路。

现在,薛涵黎正在构思利用生物活动材料直接打印活细胞,制造骨科填充及内固定材料,甚至直接制作出模型或体内植入物。也许在将来,这将成为一种新的个性化治疗途径。

文章来源:《分子科学学报》 网址: http://www.fzkxxbzz.cn/qikandaodu/2021/0707/1149.html



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