对于医护人员及前线急救员而言,心肌梗塞、心脏衰竭及肺栓塞等致命状况,必须争分夺秒拯救生命。
以超声波检查心肺是常用的方法,但无法穿透人体的肋骨,这道屏障导致声波有反射及散射等问题,形成部分影像盲区,而难以作出即时的精准诊断。因此,医生必须从狭窄的肋骨间隙进行扫描,以避开肋骨,然而,这既限制了扫描的角度,更难以获取完整的心脏结构影像。
若要更精准诊断,患者可能要进一步进行X光或电脑断层扫描。这些方法均带有辐射,对孕妇或需要长期监察的患者而言并非理想选择,在救护车或急症室等紧急环境下亦难以应用,有可能延误黄金治疗时机。
因此,医学界急需一项快捷、无创的崭新技术,以突破传统技术盲区。
港大工程学院机械工程系方绚莱教授领导的团队,成功研发出由人工智能驱动的 ‘动态控制超透镜’ 。这项创新技术能够透视肋骨屏障后的内脏情况,突破物理限制。
方教授及团队利用前沿的 ‘超材料’ 科技,透过微细结构精准调控超声波传导,使其有效穿越肋骨,大幅减少声波反射与散射。医生借此能清楚观察肋骨内深达约10厘米,例如心脏瓣膜结构,无论在穿透深度、影像清晰度及诊断准确度上,均较传统技术有显著提升。
此技术的临床应用潜力巨大,尤其适用于急症室、加护病房及救护车等分秒必争的环境。医生将不再受限于肋间角度,而直接取得完整、实时且高解像度的心脏影像,能更快、更准确地诊断心脏衰竭、心肌肥大、瓣膜病变及肺积水等多种危急病症。
新型超透镜亦能为肺部检查带来突破。传统超声波除了不能穿透肋骨,也难以在充满空气的肺部组织游刃,难以发现早期的肺结节或病变。新技术有望让超声波清晰穿透胸廓,协助医生及早发现肺部问题,甚或可取代部分电脑断层扫描检查,大大降低患者要承受的辐射量和风险。
港大研究团队已完成原理验证、模拟及临床前实验,有望成为全球首个成功可推出市场的超声波超透镜产品。团队计划下一步将技术微型化,作为现有超声波探头的便携式配件,令医护人员可以随时随地进行快速、无辐射的胸腔扫描,有助及早查出心脑血管疾病,也能广泛应用于更多临床以至遥距医疗的场景。
方绚莱教授表示: “我们的目标是利用创新的工程技术,解决临床上的重大痛点。 ‘动态控制超透镜’ 不仅提升了影像质素,更重要是让诊断变得更精准、更安全、更即时,切实体现以人为本的医疗理念。”
此项突破性技术可望显著提升诊断的精准度与效率,同时减轻整体医疗风险与成本,为全球医学影像领域揭开新的一页。