【今日头条】揭开细胞核里的秘密,庄松林院士详解现代光学在医疗诊断中的应用成果!

作者: 来源:上海健康医学院发布时间:2017-12-16浏览次数:637

2017-12-15吴苡婷科坛春秋

  日前,2017年数字医疗与创新技术高峰论坛在上海健康医学院举行。


  中国工程院院士、上海理工大学光学与电子信息工程学院院长庄松林教授在论坛做了题为《现代光学在医疗诊断中的研究和应用》的主题演讲。


  

他介绍了所在科研团队的一些实际工作,春秋君特此分享给读者。


  第一个是全球首款可定位胶囊内窥镜


  庄松林院士介绍说,2012年,上海理工大学光学与电子信息工程学院科研团队就研发出了全球首款可定位的胶囊内窥镜。


  

  后来庄松林院士科研团队中的三个教授一起创业,已经将这个成果产业化了。


  一颗小胶囊里包括了定位系统、成像系统、照明系统、能源供给系统、图像无线传输系统,都在这一颗胶囊里面,大小为11毫米乘24毫米,比普通的药丸稍微大一点。庄松林院士说,这个小胶囊最大的特点是可以把消化道里面的影像无线传输出来,而这个胶囊在体内的运动是可以受体外受医生控制的,医生可以控制胶囊的五个自由度的精确控制,它的定位精度可以到0.1个微米。


  

医生控制着胶囊对整个胃的扫描,大概需要五分钟十分钟的时间。


  庄松林院士说,在长海医院,跟光纤胃镜做了一百例的对比,对比下来是百分之一百准确。特别是肠道,光纤进不去的地方,用胶囊还可以看到肠道里面的疾病。


  今天这个小胶囊已经在全国有三百家医院使用,其中上海有20多家医院在使用,也进入医保领域,目前已经造福了40多万病人。


  第二是围绕太赫兹技术产生的科研成果


  太赫兹是一种电磁波,它的范围是在微波和红外之间,太赫兹的波长比微波短一点,比红外长一点。庄松林院士介绍说,太赫兹波有一个非常大的特点,它不会引起生物体的电离,不会对人体有伤害。


  


  庄松林院士介绍说,上海理工大学光学与电子信息工程学院科研团队研发的太赫兹光谱议可以应用在生物医药,食品方面的检测。这个光谱议和美国和英国最先进的Zomega和Teraview比较,大部分的指标都领先于这两个国际上比较有名的系统,我们已经把它们销售到巴基斯坦国家物理中心,也销售到伊朗。


  

  检测油品质量是太赫兹光谱仪的一大绝技。庄松林院士介绍说,太赫兹光谱仪可以检测到油品里的非饱和脂肪酸,动物脂肪酸和饱和脂肪酸的含量,以此判定该油品是不是地沟油,对于盲样封样检测的准确率可达到94.7%,在全国处于技术领先水平。


  

  常规的可见光分辨率大概是零点几个微米,电子显微镜可以分辨到一个纳米,但是电子显微镜的样品要进行前处理,非常复杂。近场太赫兹技术的分辨率可以轻松可以达到十个纳米到一百个纳米之间。庄松林院士介绍说,目前学院正在开展近场太赫兹技术研究,希望打造太赫兹近场显微镜,我们在纳米级的针尖上产生太赫兹波,用这个针尖进行扫描检测。


  目前学院正在和麻省理工学院合作,希望用我们的太赫兹近场显微镜去看清楚细胞核内部的信息。


  


  “要知道过去这是很难实现的,因为用X光看细胞核时,细胞核里面的东西就被破坏了,其他的像红外光、可见光又无法进入到细胞核里。”庄松林说。


  

  第三是高速细胞成像技术,可以快速找出血液中的癌细胞


  庄松林院士介绍说,目前上海理工大学光学与电子信息工程学院正在与复旦大学附属中山医院进行一个863项目的攻关,就是利用高速细胞成像技术进行细胞CTC高通量检测,通俗的说,就是几毫升人体血液中快速找出肿瘤细胞。但是一毫升血里面就有500万个细胞,所以检测速度需要非常快速,否则根本没有实用价值。


  

  

  目前,科研团队在实验室里已经可以达到1秒钟拍摄1000万张图片的能力。庄松林介绍说,这个技术最高可以达到1秒钟拍摄一亿帧的图,高通量的细胞筛选的问题就可以解决了。


  

  另外,庄松林院士还介绍了手持式拉曼光谱议的研发,目前科研团队已经将手持式拉曼光谱议做成了手机大小的形状。手持式拉曼光谱议在药品、食品的检测当中非常有用,可以探测大部分物质的成分,最大的好处是样品不需要前处理,直接可以看。目前该技术也将开始走向产业化。


  这些科研工作的推动,是不是很有价值,这也是我们中国科研进步的一个小小缩影。


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