早期乳腺癌檢測的高端X射線

• 中國科學家王振天和瑞士研究人員馬爾科?斯坦帕羅尼（Marco Stampanoni）獲得歐洲專利局創新獎提名，他們共同開發了一種新的成像系統，可以更可靠地進行乳腺癌更早期的掃描診斷
• 新系統可以在不增加輻射劑量的情況下進行 3D 乳房 X 光檢查，並且具有以往無法實現的精度
• 新的3D乳房X光機可以在俯臥位進行掃描，減輕因為檢查帶來的痛楚

慕尼黑2022年5月17日
/美通社/ -- 歐(ou)洲專利局(ju) (EPO )宣布，由現任(ren)清華大學工程物(wu)理系副教授王振天和(he)研(yan)(yan)究員馬爾科?斯坦(tan)帕羅尼牽頭的(de)一個中國-瑞(rui)士研(yan)(yan)發(fa)團隊獲得2022年歐(ou)洲發(fa)明家獎提(ti)(ti)名，因為(wei)他們(men)發(fa)明的(de)高端(duan)X射線，可(ke)以及早(zao)發(fa)現乳腺癌，從而大大降低(di)婦女罹患癌癥而不治(zhi)的(de)風險。他們(men)研(yan)(yan)發(fa)的(de)技術方案，可(ke)以在確(que)保(bao)安全的(de)輻(fu)射劑量前(qian)提(ti)(ti)下，極大地(di)改善(shan)X射線成(cheng)像(xiang)效果，為(wei)診療(liao)人員提(ti)(ti)供高分辨率的(de)圖(tu)像(xiang)。新研(yan)(yan)發(fa)的(de)系統(tong)增強了乳房X線照片的(de)對比度(du)，以便(bian)于(yu)醫生(sheng)趁著乳房腫瘤還(huan)很小的(de)時候及早(zao)發(fa)現，及早(zao)治(zhi)療(liao)。

這項發明將從今年開始惠及患者。發明人在與醫療設備制造商飛利浦公司合作，利用他們的新技術改進商用的乳房X線照相系統，以實現更安全、質量更好的醫學成像。此外，他們與其公司GratXray一起開發了一種新型乳房X光機，可以讓患者俯臥進(jin)行(xing)3D掃(sao)描，從而大大減(jian)少不適和疼痛(tong)。原型產品也將(jiang)于今年準備就緒(xu)。

"研究人員強調了早期檢測在戰勝癌癥中的重要性，"歐洲專利局主席安東尼奧·坎皮諾斯在宣布入選發明人時說。"正是由于王振天、馬爾科·斯坦帕羅尼及其同事的共同努力，醫生和患者都將得益于一種改進的早期檢測技術。"

王振(zhen)天和馬(ma)爾(er)科?斯坦(tan)帕羅尼被提名(ming)為"非(fei)歐(ou)(ou)洲專(zhuan)利(li)(li)局(ju)成(cheng)(cheng)員(yuan)國(guo)(guo)"組(zu)別的(de)歐(ou)(ou)洲發(fa)(fa)明(ming)家獎(jiang)(jiang)的(de)三名(ming)候選發(fa)(fa)明(ming)人之一，該獎(jiang)(jiang)項(xiang)旨(zhi)在表彰在歐(ou)(ou)洲專(zhuan)利(li)(li)局(ju)成(cheng)(cheng)員(yuan)國(guo)(guo)以外開(kai)發(fa)(fa)的(de)發(fa)(fa)明(ming)成(cheng)(cheng)果(guo)，或通過與歐(ou)(ou)洲專(zhuan)利(li)(li)局(ju)成(cheng)(cheng)員(yuan)國(guo)(guo)以外的(de)關鍵(jian)合作伙伴 (在本項(xiang)發(fa)(fa)明(ming)中特指中國(guo)(guo)) 而進行合作開(kai)發(fa)(fa)的(de)發(fa)(fa)明(ming)成(cheng)(cheng)果(guo)。2022年歐(ou)(ou)洲專(zhuan)利(li)(li)局(ju)歐(ou)(ou)洲發(fa)(fa)明(ming)家獎(jiang)(jiang)的(de)最終獲獎(jiang)(jiang)者將(jiang)在上宣布。

無需增加X射線劑量即可實現更精確的掃描 

傳統的X射(she)線很容(rong)易穿過乳腺(xian)組織(zhi)和腫(zhong)瘤，而使(shi)得醫生很難區分兩者(zhe)。因(yin)此，患(huan)者(zhe)可(ke)能需(xu)要(yao)額外的掃(sao)描來確認是(shi)否檢測到腫(zhong)瘤。通過增加X射(she)線劑量是(shi)可(ke)以(yi)提高圖像對(dui)比度的，但加大輻(fu)射(she)計量又(you)會(hui)對(dui)病人(ren)造成(cheng)危害(hai)——這(zhe)兩位發明人(ren)就是(shi)從這(zhe)個問題出發而獲(huo)得靈感的。

"乳(ru)房X光(guang)檢查(cha)不應該比癌癥本身(shen)造成更(geng)多的傷害(hai)，"斯坦帕羅尼說。"我們希望能夠在嚴密關注輻射(she)劑(ji)量的同時提供(gong)更(geng)好、更(geng)精(jing)確的乳(ru)房成像。"

2010年，王振天從中國遷到了瑞士(shi)，在保(bao)羅(luo)·謝勒(le)研(yan)(yan)究所 (PSI) 擔任博士(shi)后(hou)研(yan)(yan)究員，與斯(si)(si)坦帕羅(luo)尼一(yi)(yi)(yi)起(qi)工作。斯(si)(si)坦帕羅(luo)尼的(de)(de)(de)團隊(dui)當(dang)時已(yi)經在研(yan)(yan)究一(yi)(yi)(yi)種叫做相襯成像（phase contrast imaging）的(de)(de)(de)解(jie)決方案——一(yi)(yi)(yi)種增(zeng)強(qiang)X射(she)(she)(she)線圖像對比(bi)度的(de)(de)(de)技術。最初(chu)，斯(si)(si)坦帕羅(luo)尼的(de)(de)(de)團隊(dui)一(yi)(yi)(yi)直(zhi)使(shi)用同步加速器 (一(yi)(yi)(yi)種非(fei)常強(qiang)的(de)(de)(de)X射(she)(she)(she)線源(yuan)) 來(lai)獲得小樣(yang)本的(de)(de)(de)高分辨率高對比(bi)度圖像，但任何(he)可(ke)行的(de)(de)(de)解(jie)決方案都(dou)需要使(shi)用診所中的(de)(de)(de)傳統X射(she)(she)(she)線源(yuan)。

王振天是中國第一位研究新成像技術的博士生

王振天是中國第一位(wei)從事光(guang)柵干涉測(ce)量的(de)(de)博士生，他加入了斯坦帕(pa)羅(luo)尼的(de)(de)團隊，將光(guang)柵技術投入實用領(ling)域(yu)，特別是乳腺成(cheng)像。首先面臨的(de)(de)挑戰就是將實驗裝置 (使用的(de)(de)樣本(ben)只有幾毫(hao)米(mi)大小(xiao)) 擴大到(dao)可以掃描人體器(qi)官，并確保該設備(bei)仍然可以在常(chang)規(gui)醫院工作，因為常(chang)規(gui)醫院并沒有實驗室那樣嚴格控制的(de)(de)環境。

"作為物理學家，我們非常努力地試圖分離不同的信號，"王振天說。"最后，我們還必須把不同的信號拼接成直觀易讀的圖像，向醫生展示對診療的幫助。"

新型3D乳房X光機減輕了乳房篩查帶來的痛苦

2014年(nian)，王振天、斯坦帕羅(luo)尼及其團隊申請(qing)了兩項專(zhuan)(zhuan)利，他們提出的(de)專(zhuan)(zhuan)利方法(fa)是，從光柵干涉儀中檢索信號，并將(jiang)它(ta)們轉(zhuan)化為(wei)單(dan)一的(de)、直觀易(yi)讀的(de)圖(tu)像。他們與(yu)飛利浦合作，為(wei)商用(yong)乳房(fang)X線(xian)照(zhao)相系(xi)(xi)統(tong)配備了光柵干涉測量組件(jian)。與(yu)標準乳房(fang)X光片成(cheng)像相比，這種經過改(gai)造的(de)立式乳房(fang)掃描儀能(neng)夠在(zai)相同的(de)時(shi)間(jian)內 (通常幾秒鐘(zhong)) 生成(cheng)高清(qing)2D圖(tu)像。該系(xi)(xi)統(tong)于2021年(nian)完成(cheng)研制，并將(jiang)于今年(nian)用(yong)于患者試點研究(jiu)。

2017年(nian)(nian)，為實現此項(xiang)技術的商業(ye)化開(kai)發(fa)(fa)，王振天(tian)和斯坦帕羅尼共同創立了(le)GratXray公司，斯坦帕羅尼擔(dan)任董事，王振天(tian)擔(dan)任首席技術官。此項(xiang)中國-瑞士合(he)作(zuo)項(xiang)目目前正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)(fa)一(yi)種新型乳(ru)(ru)房(fang)成像機器，可以(yi)生(sheng)成3D圖(tu)(tu)像，同時避免傳統乳(ru)(ru)房(fang)X光(guang)成像方案帶(dai)來的不適。患者俯臥在(zai)機器上(shang)，患者的乳(ru)(ru)房(fang)可以(yi)通過設(she)備頂部的開(kai)孔(kong)自然落(luo)入掃描(miao)(miao)區(qu)域。在(zai)那(nei)里，旋(xuan)轉掃描(miao)(miao)系統進行(xing)乳(ru)(ru)房(fang)測量(liang)，通過算法(fa)可將各個掃描(miao)(miao)信息拼接組合(he)成3D立體圖(tu)(tu)像。研究人(ren)員(yuan)預計(ji)今年(nian)(nian)晚些時候(hou)推出一(yi)個工作(zuo)原型。

僅在(zai)歐盟，2020年就有(you)超過35萬(wan)5千名(ming)女性(xing)被診斷患(huan)有(you)乳(ru)腺癌，占所有(you)癌癥診斷的13.3%。癌癥的早期檢測可以降低(di)死亡率，幫(bang)助(zhu)患(huan)者更(geng)快(kuai)康復，降低(di)治療成本。