早期乳腺癌檢測(cè)的高端X射線(xiàn)
慕尼黑2022年5月17日
/美通社/ -- 歐洲專(zhuān)利局 (EPO )宣布,由現(xiàn)任清華大學(xué)工程物理系副教授王振天和研究員馬爾科?斯坦帕羅尼牽頭的一個(gè)中國(guó)-瑞士研發(fā)團(tuán)隊(duì)獲得2022年歐洲發(fā)明家獎(jiǎng)提名,因?yàn)樗麄儼l(fā)明的高端X射線(xiàn),可以及早發(fā)現(xiàn)乳腺癌,從而大大降低婦女罹患癌癥而不治的風(fēng)險(xiǎn)。他們研發(fā)的技術(shù)方案,可以在確保安全的輻射劑量前提下,極大地改善X射線(xiàn)成像效果,為診療人員提供高分辨率的圖像。新研發(fā)的系統(tǒng)增強(qiáng)了乳房X線(xiàn)照片的對(duì)比度,以便于醫(yī)生趁著乳房腫瘤還很小的時(shí)候及早發(fā)現(xiàn),及早治療。
這項(xiàng)發(fā)明將從今年開(kāi)始惠及患者。發(fā)明人在與醫(yī)療設(shè)備制造商飛利浦公司合作,利用他們的新技術(shù)改進(jìn)商用的乳房X線(xiàn)照相系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)更安全、質(zhì)量更好的醫(yī)學(xué)成像。此外,他們與其公司GratXray一起開(kāi)發(fā)了一種新型乳房X光機(jī),可以讓患者俯臥進(jìn)行3D掃描,從而大大減少不適和疼痛。原型產(chǎn)品也將于今年準(zhǔn)備就緒。
"研究人員強(qiáng)調(diào)了早期檢測(cè)在戰(zhàn)勝癌癥中的重要性,"歐洲專(zhuān)利局主席安東尼奧·坎皮諾斯在宣布入選發(fā)明人時(shí)說(shuō)。"正是由于王振天、馬爾科·斯坦帕羅尼及其同事的共同努力,醫(yī)生和患者都將得益于一種改進(jìn)的早期檢測(cè)技術(shù)。"
王振天和馬爾科?斯坦帕羅尼被提名為"非歐洲專(zhuān)利局成員國(guó)"組別的歐洲發(fā)明家獎(jiǎng)的三名候選發(fā)明人之一,該獎(jiǎng)項(xiàng)旨在表彰在歐洲專(zhuān)利局成員國(guó)以外開(kāi)發(fā)的發(fā)明成果,或通過(guò)與歐洲專(zhuān)利局成員國(guó)以外的關(guān)鍵合作伙伴 (在本項(xiàng)發(fā)明中特指中國(guó)) 而進(jìn)行合作開(kāi)發(fā)的發(fā)明成果。2022年歐洲專(zhuān)利局歐洲發(fā)明家獎(jiǎng)的最終獲獎(jiǎng)?wù)邔⒃?a target="_blank" rel="nofollow">6月21日虛擬儀式上宣布。
無(wú)需增加X射線(xiàn)劑量即可實(shí)現(xiàn)更精確的掃描
傳統(tǒng)的X射線(xiàn)很容易穿過(guò)乳腺組織和腫瘤,而使得醫(yī)生很難區(qū)分兩者。因此,患者可能需要額外的掃描來(lái)確認(rèn)是否檢測(cè)到腫瘤。通過(guò)增加X(jué)射線(xiàn)劑量是可以提高圖像對(duì)比度的,但加大輻射計(jì)量又會(huì)對(duì)病人造成危害——這兩位發(fā)明人就是從這個(gè)問(wèn)題出發(fā)而獲得靈感的。
"乳房X光檢查不應(yīng)該比癌癥本身造成更多的傷害,"斯坦帕羅尼說(shuō)。"我們希望能夠在嚴(yán)密關(guān)注輻射劑量的同時(shí)提供更好、更精確的乳房成像。"
2010年,王振天從中國(guó)遷到了瑞士,在保羅·謝勒研究所 (PSI) 擔(dān)任博士后研究員,與斯坦帕羅尼一起工作。斯坦帕羅尼的團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)已經(jīng)在研究一種叫做相襯成像(phase contrast imaging)的解決方案——一種增強(qiáng)X射線(xiàn)圖像對(duì)比度的技術(shù)。最初,斯坦帕羅尼的團(tuán)隊(duì)一直使用同步加速器 (一種非常強(qiáng)的X射線(xiàn)源) 來(lái)獲得小樣本的高分辨率高對(duì)比度圖像,但任何可行的解決方案都需要使用診所中的傳統(tǒng)X射線(xiàn)源。
王振天是中國(guó)第一位研究新成像技術(shù)的博士生
王振天是中國(guó)第一位從事光柵干涉測(cè)量的博士生,他加入了斯坦帕羅尼的團(tuán)隊(duì),將光柵技術(shù)投入實(shí)用領(lǐng)域,特別是乳腺成像。首先面臨的挑戰(zhàn)就是將實(shí)驗(yàn)裝置 (使用的樣本只有幾毫米大小) 擴(kuò)大到可以?huà)呙枞梭w器官,并確保該設(shè)備仍然可以在常規(guī)醫(yī)院工作,因?yàn)槌R?guī)醫(yī)院并沒(méi)有實(shí)驗(yàn)室那樣嚴(yán)格控制的環(huán)境。
"作為物理學(xué)家,我們非常努力地試圖分離不同的信號(hào),"王振天說(shuō)。"最后,我們還必須把不同的信號(hào)拼接成直觀易讀的圖像,向醫(yī)生展示對(duì)診療的幫助。"
新型3D乳房X光機(jī)減輕了乳房篩查帶來(lái)的痛苦
2014年,王振天、斯坦帕羅尼及其團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)了兩項(xiàng)專(zhuān)利,他們提出的專(zhuān)利方法是,從光柵干涉儀中檢索信號(hào),并將它們轉(zhuǎn)化為單一的、直觀易讀的圖像。他們與飛利浦合作,為商用乳房X線(xiàn)照相系統(tǒng)配備了光柵干涉測(cè)量組件。與標(biāo)準(zhǔn)乳房X光片成像相比,這種經(jīng)過(guò)改造的立式乳房掃描儀能夠在相同的時(shí)間內(nèi) (通常幾秒鐘) 生成高清2D圖像。該系統(tǒng)于2021年完成研制,并將于今年用于患者試點(diǎn)研究。
2017年,為實(shí)現(xiàn)此項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化開(kāi)發(fā),王振天和斯坦帕羅尼共同創(chuàng)立了GratXray公司,斯坦帕羅尼擔(dān)任董事,王振天擔(dān)任首席技術(shù)官。此項(xiàng)中國(guó)-瑞士合作項(xiàng)目目前正在開(kāi)發(fā)一種新型乳房成像機(jī)器,可以生成3D圖像,同時(shí)避免傳統(tǒng)乳房X光成像方案帶來(lái)的不適?;颊吒┡P在機(jī)器上,患者的乳房可以通過(guò)設(shè)備頂部的開(kāi)孔自然落入掃描區(qū)域。在那里,旋轉(zhuǎn)掃描系統(tǒng)進(jìn)行乳房測(cè)量,通過(guò)算法可將各個(gè)掃描信息拼接組合成3D立體圖像。研究人員預(yù)計(jì)今年晚些時(shí)候推出一個(gè)工作原型。
僅在歐盟,2020年就有超過(guò)35萬(wàn)5千名女性被診斷患有乳腺癌,占所有癌癥診斷的13.3%。癌癥的早期檢測(cè)可以降低死亡率,幫助患者更快康復(fù),降低治療成本。
关于发明人
王振天的研究领域包括X射线成像,计算机断层扫描和图像处理。他曾在北京清华大学工程物理系学习物理学,并于2010年转到瑞士保罗·谢勒研究所,与斯坦帕罗尼一起从事博士后研究。2014年,他作为一名科学家开始在苏黎世联邦理工学院生物医学工程研究所工作,与斯坦帕罗尼共同开发临床相衬乳房造影技术。 他在2017年联合创立了GratXray公司,并担任首席技术官。2021年8月,他离开瑞士,在清华大学担任X射线成像副教授。
马尔科•斯坦帕罗尼在苏黎世的瑞士联邦理工学院 (ETH) 开始了他的研究生涯。2003年,获物理学博士学位,研究方向是X射线断层摄影,并因杰出博士论文获得瑞士联邦理工学院奖章。2003年,赴保罗·谢勒研究所的瑞士光源 (SLS) 工作。2008年,他成为苏黎世瑞士联邦理工学院X射线显微镜学助理教授,自2017年以来一直担任该校的正教授。他是瑞士物理学会 (自2002年起)、瑞士生物医学工程学会 (自2005年起) 和电气和电子工程师协会 (自2008年起) 等多个科学协会的会员。
发明人参与开发的欧洲专利有: EP2400891B1 (2017授予), EP3140641B1 (2018授予), EP3005289B1 (2017授予) 由PSI持有.
关于欧洲发明家奖
欧洲发明家奖是欧洲最负盛名的创新奖之一。该奖项由欧洲专利局于2006年设立,旨在表彰个人和团队对我们时代一些重大挑战所提出的解决方案。候选名单和最终获奖者由往届奖项候选发明人组成的独立评审团选出。他们共同审查这些方案对技术进步、社会和可持续发展以及经济繁荣的贡献。欧洲专利局将颁发四个奖项 (工业、科研、中小企业和非欧洲专利局成员国), 及终身成就奖, 所有奖项定于6月21日的虚拟仪仪式上宣布。此外,公众可以在颁奖典礼前通过欧洲专利局网站投票,从13名入围者中选出大众奖 奖获得者。投票截止到2022年6月21日。阅读有关欧洲发明家奖资格和评选标准的更多信息。
今年,欧洲专利局还将首次设立青年发明家奖 ,专门奖励俱创意有为的年轻人。新的奖项为前三名入选者提供了奖金,以进一步鼓励他们找到应对可持续发展挑战所迫切需要的、创造性的解决方案。
关于欧洲专利局
欧洲专利局拥有近6,400名员工,是欧洲最大的公共服务机构之一。欧洲专利局总部设在慕尼黑,在柏林、布鲁塞尔、海牙和维也纳设有办事处,成立的目的是加强欧洲在专利方面的合作。通过欧洲专利局的集中专利授予程序,发明人能够在多达44个国家获得高质量的专利保护,覆盖约7亿人的市场。欧洲专利局也是世界领先的专利信息和专利搜索权威机构。