走进国家重点实验室:这把“无形刀”可隔空“杀死”癌变组织

发布时间: 2021-09-24

1、2、3……短短3秒

被置于水面上的有机玻璃板就瞬间融化

可当实验人员将手放到玻璃板下方

却毫发无损

这是魔术么?

“不,这是聚焦超声治疗技术是

我们的原始创新”。

超声医学工程国家重点实验室

主任王智彪教授底气十足地说

这项技术已研究了33年

让我国在高强度聚焦超声领域

居于国际领先地位

超声医学工程国家重点实验室

到底有哪些“黑科技”?

小编带你一探究竟  

实验室名片

超声医学工程国家重点实验室

历史基因

依托于重庆医科大学,2020年3月由科技部、重庆市政府正式批准建设运行,是超声医学领域唯一的国家重点实验室。

研究方向

以领先国际的超声治疗技术为主线,围绕强声学与声学效应、多模态影像监控与智能精准治疗、超声治疗临床研究与大数据三个研究方向。

科技绝活

在世界上首次建立聚焦超声领域的基础理论体系,使我国在高强度聚焦超声领域保持国际前沿地位,研制的全球首台体外聚焦超声肿瘤治疗系统海扶刀®,已出口英国、德国、日本等28个国家和地区,治疗各类实体肿瘤患者超过17万例。

光荣历史

作为首席单位,先后承担国家重大仪器专项1项、国家973计划项目1项、国家“十二五”科技支撑计划1项、国家“十一五”科技支撑计划2项、国家自然科学基金委重点项目3项、杰出青年基金项目1项等100余项国家和地方科研项目,获准科研经费1亿余元。

基础实验室:目标瞄准无创治疗

在牛肝上“写字”

  一提到牛肝,你会想到什么?麻辣鲜香的火锅?

  但在位于重庆医科大学生命科学研究院二楼的基础实验室里,牛肝却是聚焦超声技术最为原始的实验材料。

  实验室左侧一排架子上排列着20多个器皿,装着牛肝、羊肝、乳腺组织等。

▲3月29日,超声医学工程国家重点实验室,王智彪(右)在指导临床医生为患者做术前检查。崔力 摄/视觉重庆

  “这些都是聚焦超声实验的作品。”王智彪指着其中一块牛肝说,这里依次排列着3个小白点,我们叫它“刀尖”,即聚焦超声切除肿瘤时的凝固性坏死点。以往在做实验时,要检测“刀尖”的精准性,我们通常会用牛肝当实验材料,打完后将牛肝一片片切开,观察“刀尖”是否打在预定的位置上。

  最特别的是两片薄薄的牛肝,被绳子固定在器皿中,牛肝上用聚焦超声写了“中国”两个字。这两个字颜色虽然有点发白,却很方正,十分震撼。

高能声学实验室:实现亚波长量级精细聚焦

神秘大家伙能碎金刚石

▲3月29日,超声医学工程国家重点实验室,技术人员正在进行实验准备。崔力 摄/视觉重庆

聚焦超声的能量有多强?

王智彪透露了答案:109Pa。

小编获悉,实验室里藏着一个神秘的大家伙,它“肚皮”圆圆的,盖着严实的盖子。

  “别看它其貌不扬,却能聚焦高达109Pa量级的稳态超高声压。”王智彪介绍,超声波是机械波,过去我们靠力的叠加让能量聚集在一点,但明显达不到高强度,于是,团队在此基础上加入了超声波的共振,使能量聚焦在一个点上,“就像图钉效应一样,我的手无法按进桌子里,但把力量汇聚在钉尖上,就能将图钉钉进桌子。”

109Pa有多强呢?王智彪说,我们现在的实验材料放进去都会被打碎,即使是最坚硬的单晶金刚石。

  “这套仪器系统突破了现有的传统行波聚焦方式,实现了亚波长量级精细聚焦。”王智彪说,这也是真正的“国之重器”,保持着我国在高强度聚焦超声领域的国际前沿地位。

  在实验室玻璃门外,有几台电脑,是科研人员记录及操作实验的地方。在其中一台电脑上,有9个光亮程度不同的光点,这些光点正是超声波聚焦点发出的光。

  “超声波每秒会聚焦64万次,每一次都有聚焦的过程,在不同压力下,每次聚焦都会发光。”王智彪说。

王智彪介绍,通过这些实验,可为生物医学、物理学、化学和材料学等学科领域提供一个全新的研究平台,从而带动相关学科发展。