一張眼底照 病情早知道

“休息一會兒，睜開眼睛，盯住綠點，保持不動，好！”3月17日，一臺來自看似平常的眼底相機正在北京同仁醫(yī)院為受試者檢查。

“這臺機器可進行12個波長的圖像采集。”參與相機設計的北京大學博士馮夕萌表示，在不同波長下，眼睛呈現不同樣子，逐級成像，能獲得視網膜不同層次的信息。綜合信息進行分析，只需要短短幾分鐘，受試者眼球中血管里的血液黏稠度、血氧飽和度、血流搏動、氧代謝等27個指標一目了然。

“這是全球首臺12色眼底相機，它獲取的指標能預警正在發(fā)展的疾病。” 該研究團隊負責人、北京大學未來技術學院生物醫(yī)學工程系教授任秋實告訴科技日報記者，在疾病的早期或超早期，機體結構還沒發(fā)生明顯變化時，會出現血流、血氧和代謝等方面的異常。

正所謂“見微知著，察于未萌”，團隊希望通過研制這臺設備實現對眼球的 “無死角”信息獲取，進而把眼球變成可預知疾病的“水晶球”。

12色光拍照，增加信息量

眼睛是“窗口”。平常人通過它獲取外界的信息，醫(yī)學工程學者則通過它獲取體內的信息。

“已經應用的眼底相機，通過分析眼底彩照中的血管形態(tài)、動靜脈直徑以及比例、彎曲度等等，可以監(jiān)測心腦血管疾病。” 研發(fā)團隊骨干、現已任職上海健康醫(yī)學院醫(yī)療器械學院的周傳清教授表示，但只拍彩照滿足不了醫(yī)學診斷的要求。如果把光拆分成單色光，獲取的信息將成倍增加。

例如，在605納米的紅光中，含氧血紅蛋白反射的紅光多，拍出的照片能明顯看到動脈偏亮，而不含氧的血紅蛋白吸收的紅光多，因此靜脈偏黑。此前的設備無法呈現這樣的區(qū)別，一般靠醫(yī)生經驗判斷。

北京大學團隊將470納米到810納米區(qū)間中的12色光源用于成像，一次拍出12張不同顏色的光的照片。

不同波長優(yōu)勢不同。周傳清解釋：“紅光或近紅外光，它在生物組織當中穿透力較強，能拍到更深層的組織信息。而藍光、綠光對淺層組織的成像會比較清晰。”

平行激光束，能拍短視頻

血管中的血液是流淌的。“新設備可以用激光拍攝一個5秒的短視頻。”馮夕萌說，研發(fā)的困難來自激光本身光路集中的特點，會像舞臺的聚光燈只拍到眼球的一部分。

為了突破視野小的難題，團隊創(chuàng)新設計了激光作為入射光的光路，不僅擴大了視野，還與12色相機的數據實現同步測量與評估，同時獲得對視網膜結構性和功能性分析。

通過短視頻的分析，能夠得到一系列動態(tài)的數據，如流速、搏動、血流灌注、氧代謝等。

但對于醫(yī)生來說，知道血液的流速又有什么用呢？“進行醫(yī)療器械的創(chuàng)制需要緊密聯系臨床，為臨床服務。”任秋實表示，醫(yī)工結合需要多學科交叉，理工科不僅要懂得醫(yī)學語言，還要在儀器設備上呈現醫(yī)學語言。

團隊加入信息科學算法將這些數據轉變?yōu)獒t(yī)學數據。“設備要給醫(yī)生提供他懂的答案。例如，動靜脈之間的含氧量差值就是氧代謝數據，結合血液流速、搏動速度，就可以測算心腦血管的年輕與否、健康程度。”馮夕萌說，通過數據的分析，可以實現對微循環(huán)的覆蓋式分析。

什么時候能用上？

“目前，設備已經通過了權威部門的醫(yī)療器械檢測，在安全性和設備性能方面獲得了官方認可。” 周傳清介紹，預臨床試驗已經在全國多地開展，預計兩三年內能夠推動該儀器進入社區(qū)作為疾病的篩查設備。

據介紹，由于該眼底相機操作簡便，兩眼檢查10分鐘內便可完成，數據傳輸到后臺進行分析后，半小時內可出結果，其使用范圍不局限于醫(yī)院，也可在社區(qū)用于廣泛的篩查，建立疾病診斷和發(fā)現的“瞭望哨”。

“設備特別適合大規(guī)模人群的篩查。”周傳清介紹，團隊還與各大醫(yī)院的眼科、神經內科、心內科以及腎內科等合作，進行大樣本臨床基礎研究，以探求“水晶球”中的景象與疾病間一一對應的關聯。 

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