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直径不足1毫米的光纤导管,在血管内高速旋转,以每秒100圈的转速,让病灶周围的组织形态定格在微米级的“证件照”上。
新春假期刚过,北京理工大学医学技术学院特别研究员张晓已经忙碌起来,为即将启动的新一阶段实验做准备。在光学领域深耕20余年,如今,他带领团队研发的多模态扫频光学相干层析成像(OCT)设备,有望成为人体内血管斑块的“扫雷大师”。
张晓的实验室里,“扫雷大师”正在通过断层成像、荧光成像两种视角,精准识别血管斑块。血管斑块性质各异,其中易损斑块像是一枚不定时“炸弹”,随时可能发生破裂、脱落,严重的甚至会危及生命。但不同类型的斑块结构形貌多变,传统的光学断层成像不易准确分辨其性质。于是,张晓想到了另一种“光”——荧光。
“易损斑块内的脂质坏死核心,在特定激发光的照射下可以发出荧光。此外,易损斑块往往伴随着血管内的炎症反应,导致炎症的细菌代谢物卟啉也带有自体荧光。综合这些线索就能顺藤摸瓜,精准找到病灶。”张晓说,常见的以注射造影剂激发荧光的方式,存在引发过敏反应风险,部分患者不适用;新型造影剂的人体安全审批流程又复杂漫长。将荧光成像功能集纳到传统OCT设备上,无需外源性荧光造影剂,即可实现“一键扫雷”,在精准拍摄光学断层图像的同时,准确判断斑块性质,为治疗方案的确定提供重要依据。
关闭实验室的所有灯光,将光纤缓缓推入血管,斑块荧光信号迅速激发,清晰呈现在屏幕上。最近一段时间,张晓都在解决不同种类信号间的“打架”难题。“一根光纤要容纳传输多种光信号,会导致数据转化为图像时出现伪影,无法准确找到病变位置。”张晓拿出一张测试图片,血管周围几处灰色的不规则图形十分突兀。经过几个月的反复分析调试,前不久,这些伪影终于消失不见。
从动物实验到人体组织样品实验,这台设备很快就将迎来新考验。“现在我们在持续调试设备,优化检测算法,为人体血管内膜剥脱样品实验的到来做准备。”张晓期待,通过真实样品的测试,结合临床医生建议,验证并优化设备性能。
今年,这台设备有望开启临床预试验。目前,团队已经与医疗机构达成合作意向,推动设备从实验室走向手术室。以往,我国单模态的OCT设备长期依赖进口,5年前,国产的同类设备获批上市。现在,国内外正在同步研发新一代多模态OCT产品,“我们必须加速奔跑,尽快攻克技术难题。”张晓说。