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    书摘 2012年02月01日 星期三

    可穿透的人体

    ◎[荷]鲁格·凡·森特恩 贾恩·卡霍 布拉姆·维梅尔著 刘静焱 朱潮丽 译 《 书摘 》( 2012年02月01日)

        医学扫描的发展,让神秘的人体变得可以透视;诊断仪器的升级,使得计算机甚至可以对病人“望闻问切”。或者我们该说:在技术进步面前,没有什么是不可能的。

        在西方国家,“简单”的疾病基本上都已经被征服,留给医学界的是探究一些更为复杂、以更为隐秘的方式攻击人体的疾病。美国每年死去的病人中,有三分之二归结于癌症和冠心病。在这些疾病出现明显症状时,想介入都已经为时已晚。    

        要想成功应对这些疾病,只能靠尽早发现癌变症状和动脉堵塞。比起网球大小的肿瘤,直径仅为几毫米的肿瘤显然危险性要小得多,尤其是因为在早期,肿瘤转移的可能性较小。所以,当前的重心落在了加快疾病诊断上,这也就意味着要改进医学诊断成像。    

        百分之八十以上的疾病诊断以医学影像为基础。但目前,透视人体的扫描仪、回声深度记录器等设备仍无法捕捉许多微小但致命的物理机能变化。小于1厘米的生长变化往往被忽略,也没有一个科学家专门在提供详化、细致化体内图片上作研究。图片成像技术的突破关系着一些人的生死。它能让我们可以更早地介入,从而提高病人的存活几率。    

        在我们的上一代,X射线是惟一透射人体的途径。但X光照片是平面的,没有立体感,缺乏深度信息,解读起来非常费劲。于是,20世纪70年代,科学家发明了一项新技术,通过结合一系列X光照片来形成一张单一的三维图像。电子计算机X射线断层扫描(CT)是第一项能够拍摄出人体内部三维图片的技术,比如,医生们可以据此判断出反常症状是在骨头上还是在骨头下。从那时起,其他几项人体三维成像技术也相继出现,其中一些需要在病人拍片前注射造影剂来突出体内某些特定部位的情况。    

        科学家仍然还在寻找能够反映更多人体过程和细节的新造影剂。这也促进了分子成像学这一独立分支的诞生,主要研究类似生理活跃分子的新试剂,并将其与生理异常和体内活跃部位相关联。此外,科学家们也正在尝试发明新一代的粘合分子,用于及早检测到可到达范围内的独立癌变细胞。这可以让我们在发生无法救治的损伤前进行介入。新的造影剂不一定非得是具有放射性的,一些复杂而高级的物质因为具备磁性或感光性,便于我们在体外即可观察。例如,有些试剂在激光照射下会发光。

        更少的扫描器,更多的信息

        分子生物化学一直不懈地努力改进着现有的扫描技术,尽管将这些进步应用于标准的医疗仪器中仍需要不少的时间。我们可以一起展望一系列新检查技术的出现,不同技术将分别给出不同身体机能的状况。这并不意味着扫描仪器的数量就会有所增加,与此并行的还有一个趋势,那就是,这些独立的技术将被整合到同一台仪器上去。比如我们现在已经拥有既可以拍PET又可以拍CT的扫描仪。PET拍片中定位了体内消耗大量能量的部位,而CT片子则给出了超精细的结构细节。    

        理想的扫瞄仪会扫出每一个立方毫米的细节,在癌症等疾病发展之初就检测到隐伏的异常变化。这一类新扫描技术的出现至少从理论上意味着,在与困扰着西方国家三分之二的致命疾病的斗争中,我们前进了一大步。当然所有这些图片都还需要经过研究分析,这是衍生出来的一个问题。平均每个研究院每年会产生数兆的图片数据,智能扫描技术只会让数据量成倍增加。将各种扫描技术相结合则会产生与人体相关的一大批额外信息。    

        造成数据流增加的原因不单是新扫描技术,还有现有技术上的改进创新。每一个独立的扫描设备都大批量地输出着数据,由于尺寸的减小和价格的降低,扫描仪器的数量在稳步增加。  

        计算机接管

        应对图像流的一个方法是改进可视化。所有医学图像仪器供应商都在这一领域下了很多功夫。它的诀窍就是将不同来源的信息数据单一化,操作简单化。这就促使医疗软件开发商们向游戏产业学习,通过操纵鼠标或控制杆来浏览人体图,就像游戏玩家勘探梦想岛一般。每一个器官都像在各自空间漂浮着,着有不同的颜色。计算机会隐藏一些无关的区域,在需要的地方添加细节数据。现在,我们已经可以对人体体内进行可视化游览了。比如,我们可以沿着气管直达肺部,将出毛病的肺叶放大,并找到受感染处。医生将以类似的方式来观察血管、尿路和消化系统。科学家们还在集中研究将改良可视化技术引进手术室,与最新的扫描技术相结合,让外科医生清晰地透视人体。比如,在插针穿过脊椎到达脊髓时,医生们可以进行精确监控,因为人体基本上是透明的。    

        可视化技术的改进会让透视人体变得更易操作。但苏奎特提醒,要想检测到每一种疾病的源头,这远远不够:“随着图像技术精度的增加,图片本身也会变得更为复杂,相关信息量会急剧上升。我们得在开发的软件中注入更多的智慧才得以让计算机读懂所看到的一切。计算机得通过在异常区域画出一个红圈以帮助诊断。”要达到这一目标,我们必须想办法将医生脑中的知识转移到电脑中去。我们所开发的软件在研究一张图片时必须通晓放射科医生诊断时熟知的各个指示要素,如肠道黑块、肾脏结石、心肌大小等。计算机必须学会从大量人体信息中筛选有用而正确的细节。         

        随着计算机化的推进,医生角色的改变无疑是必然的。可以预见,电脑在越来越多的病情诊断上会好于专家医生。在某一些疾病领域,仪器诊断很可能更为可取。那么,我们还是否需要专人来告知我们病了吗?苏奎特强调,诊断是医生而非仪器设备的职责。“但在某些可能的异常疾病上,医生们在做最后确诊前会越来越多地参考电脑软件的诊断结果。不过,要管理由各式各样详细图像带来的信息洪流,下一步我们必然会让电脑来接替进行实际的诊断。”  

        从扫描到治疗

        治疗技术已被直接融入到诊断过程,这也就预示着医学的计算机化将会继续深入。作为诊断仪器的开发商,苏奎特发现随着诊断和治疗的不断重叠,自己的注意力也越来越集中于治疗学和疗法。他梦想着可以开发出双重并进的仪器:在给病人扫描的同时又开始对症治疗。要做到这一点,关键是将扫描仪和造影剂相结合,这样造影剂可以附着到病源处,从而更为精确地给出指示,下一步就很显见了。

        从外部激活药剂释放也将成为可能。苏奎特证实:“我们正在研究通过超声波来震动已附着于肿瘤的颗粒。”震动将使颗粒分解,释放出药物。其他借助外部能量控制的方法也适用于此。这一类型的精确诊疗可以帮我们找到对抗癌症等疾病的新方法。到头来,使用精选的试剂会比我们现在所用的化疗要有效得多。

        新的方法将把诊断和理疗结合到一个仪器上,这样病人的情况一旦确诊就无需再候诊。治疗在扫描过程中就可开始。整个医疗过程也将变得更为错综复杂,因为原本自由配对的元素变得紧密相联。所有相关的数据都要受到几近实时的处理和分析。这一过程中对自动化的需求将使得诊断和治疗越来越多地与医生本人相脱离。

        (摘自《2030:技术改变世界》,中国商业出版社2011年10月版,定价:38.00元)

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