青岛市科学技术最高奖获得者董蒨:让二维CT变三维立体“数字肝脏”

青岛大学附属医院院长董蒨教授:

让二维CT变三维立体“数字肝脏”

2020年度青岛市科学技术最高奖获得者、青岛大学附属医院院长董蒨教授常说,自己还没有出生的时候就与青大附院结缘了——母亲怀孕期间患卵巢肿瘤,得到了青大附院专家们的精心医治;董蒨的出生地也是青大附院。

“从小听妈妈讲这些故事,选择从医是水到渠成的事。”40年来,董蒨一直从事小儿外科的医疗、教学、科研工作,长期坚守在小儿外科医疗工作的前线,并在扎实的临床与基础研究前提下,带领团队在国内较早开展数字医学的研究及临床应用。

从小儿外科领域专家到获得国家科技进步二等奖的“创客”,董蒨不断尝试、创新、突破,从临床出发推动科研,以科研成果“反哺”临床,真正做到了将论文写在祖国大地上。

视频:青岛日报社/观海新闻记者 耿婷婷 金璐

让“可视化精准诊疗”成现实

作为全国知名的小儿肝胆外科专家,董蒨曾经挽救过无数患儿的生命。但有一场手术,却让他永生难忘。

那是他50岁生日当天,董蒨被一通紧急电话叫回手术室,一个4岁女孩被汽车从肚子上碾过,肚子因内脏出血而高高隆起。手术台上,打开患者腹腔的一瞬间,血液因为巨大的压力直喷天花板。

由于术前常规的CT检查无法全面展示孩子的伤情,整个手术过程险象环生。 “各种伤口、断裂层出不穷,才修补了动脉伤,又发现了静脉伤。以为这次止血了,下一秒血又从不知道什么地方涌了出来……”董蒨回忆,“当时我的冷汗‘唰’地冒了出来,孩子危在旦夕,而我却不知道还要遇到哪些突发情况。”

手术从晚上9点持续到第二天凌晨,患儿出血达3700毫升,相当于全身的血液“换”了4遍。尽管董蒨凭借过硬的技术和丰富的经验把孩子救了回来,他却没有松一口气。“我再也不想经历一次这样的慌乱,迫切期待有一种方法,能让我在开腹前就知道患者究竟哪里有问题,又该怎么治。”不久,在董蒨与海信集团董事长周厚健的一次会晤后,一个“可视化精准诊疗”的解决方案诞生了。

青大附院与海信集团联合研发的计算机辅助手术系统和外科智能显示系统都属于国际首创,可以将近千张原始的二维CT图像自动转换成三维图像,建立虚拟立体的“数字肝脏”,让医生在术前就可以“看到”病变与血管、脏器的位置,为确定最佳手术方案“精准导航”。而且,在手术过程中,医生只需要对着屏幕挥挥手,就能“隔空”操控数字肝脏旋转,从不同角度观察脏器情况,判断手术操作路径。

2019年,一个同样4岁的男孩因为被车辆从腹部碾压送到了医院。孩子上手术台前先进了CT室,仅仅15分钟,“数字肝脏”影像就一览无余。董蒨在进入手术室之前对断裂的血管、受损的肝脏进行了360度“全景”观察,胸有成竹地完成了手术。

如今,这套技术已经在全国120多家医院得到应用,并于去年被美国科学家购买入驻位于美国芝加哥的世界机器人外科中心,从小儿肝胆外科拓展到其他脏器外科,从孩子到成人,万余例患者从中受益。相关项目也获得了2019年度国家科技进步二等奖,这是青岛历史上首个由我市推荐获得的医学类国家科技奖,也是我省大外科领域斩获的首个国家科技奖。

董蒨没有就此止步,他率团队进一步打造了国际首创的人类数字肝脏数据库开放平台,全方位动态存储、呈现正常和疾病的数字肝胆胰器官模型,展现正常肝脏血管解剖结构差异以及肿瘤和畸形类疾病内部病变状态。为了制定更加个性化的诊疗方案,董蒨还提出了新型肝段分型体系,以丰富的数字模型大数据为复杂的肝脏手术提供更多有价值的参考。

智慧医疗还在抗击新冠肺炎疫情上发挥了作用。去年疫情期间,董蒨率领团队与海信集团再度“携手”,打造了隔离病房的远程会诊系统。通过这个系统,专家不需要进入隔离区就能看病,了解病人所有的情况,甚至可以听心肺功能,在最大限度地保证会诊效果的同时,也保护了医护人员。

从专业外科医生的需求出发,董蒨化身“创客”,主持研发了高端医疗设备,极大推进了我市数字医疗产业发展,引领山东省数字医疗迈向新高度。

攻坚“儿童癌症之王”

为攻克儿童神经母细胞瘤,董蒨也开展过系列创新性研究,还因此获得过2017年山东省科技进步一等奖,这也是我市临床医学领域首次获得该项殊荣。

儿童神经母细胞瘤被称为难治多变的“儿童癌症之王”,60%的患儿发生骨髓转移是死亡的主要原因。其发病、增殖和转移机制复杂,目前尚未阐明。

为了解决这个难缠的病魔,董蒨瞄准关键问题:肿瘤为什么有这么强的侵袭能力?要搞清楚它的转移机制,才能为以后的干预用药奠定基础。这就要求把肿瘤的细胞系“传下来”,在此基础上做肿瘤细胞株并一代一代“传下去”,这对今后的研究具有重要的意义。

在经历了多次失败后,董蒨成功培养出儿童神经母细胞瘤的细胞系,这是国际上首次建立国人神经母细胞瘤细胞系,为神经母细胞瘤的增殖与转移机制和干预及应用研究提供了支撑,也为抗神经母细胞瘤药物的研发奠定了基础。

不断尝试、创新、突破,从临床出发推动科研,以科研成果“反哺”临床,真正做到了将论文写在祖国大地上

随着研究的深入,董蒨发现,肿瘤细胞性质不完全一样。“对神经母细胞瘤来说,细胞异质性特别明显,同一肿瘤的不同细胞具有不同特点。”他说。自2005至2015年,董蒨带领团队深入进行了神经母细胞瘤增殖与转移机制和干预及应用的研究,从多个不同角度和不同层次阐明了神经母细胞瘤细胞增殖、侵袭及器官特异性转移的机制,并探寻了可能的干预方法。

在抗神经母细胞瘤活性药物的研发方面,董蒨首次证实“2,3-吲哚醌”具有体内外抗神经母细胞瘤活性,进行了抗神经母细胞瘤活性药物的初步研发;发现神经母细胞瘤增殖、转移的重要分子靶点,为抗神经母细胞瘤活性分子靶向药物研发奠定了理论基础。

把科研做在改善群众健康的餐桌上

董蒨常说要把论文写在救治疑难危重患儿的手术台上,把科研做在改善人民群众健康的餐桌上。后半句话,源自团队在进行计算机辅助手术系统和外科智能显示系统研发过程中产生的“海量猪肝”。

实验过程中,董蒨带领团队对猪肝脏的代谢、肝小叶超微三维结构等进行了深入研究,并于2017年研发了生鲜猪肝祛毒等系列技术,获得了中国、日本、德国、法国、英国、意大利、西班牙、荷兰等12个国家的26项发明专利,可以在保证安全无毒的前提下,改善猪肝的口感,提高猪肝的营养成分,从而开发系列祛毒猪肝食品和适用于婴幼儿、孕产妇、老人、术后人群的猪肝系列营养品。

目前,董蒨团队与波尼亚集团、万福集团等达成合作,包括猪肝火腿等在内的多款健康食品已经面世;而将祛毒猪肝做成猪肝颗粒进而制作的营养食品也应运而生,今年年底,就将进驻海信广场、佳世客等商超进行线下销售。

董蒨介绍,相关产品的技术研发依托山东省高校数字医学临床诊疗与营养健康示范协同创新中心、青岛大学功能健康食品研究院等科研平台,研发团队由临床医生专家团队(儿科学)、营养学家团队、中医学专家团队和具有婴标生产资质的相关企业管理和研发人员组成。

董蒨信心满满地表示,再过几年,他要凭借祛毒猪肝再去冲一把国家科技奖。(青岛日报/观海新闻记者 耿婷婷/文 韩星/图)

青岛日报2021年12月17日3版

责任编辑:岳文燕