對於醫護人員及前線急救員而言,心肌梗塞、心臟衰竭及肺栓塞等致命狀況,必須爭分奪秒拯救生命。
以超聲波檢查心肺是常用的方法,但無法穿透人體的肋骨,這道屏障導致聲波有反射及散射等問題,形成部分影像盲區,而難以作出即時的精準診斷。因此,醫生必須從狹窄的肋骨間隙進行掃描,以避開肋骨,然而,這既限制了掃描的角度,更難以獲取完整的心臟結構影像。
若要更精準診斷,患者可能要進一步進行X光或電腦斷層掃描。這些方法均帶有輻射,對孕婦或需要長期監察的患者而言並非理想選擇,在救護車或急症室等緊急環境下亦難以應用,有可能延誤黃金治療時機。
因此,醫學界急需一項快捷、無創的嶄新技術,以突破傳統技術盲區。
港大工程學院機械工程系方絢萊教授領導的團隊,成功研發出由人工智能驅動的「動態控制超透鏡」。這項創新技術能夠透視肋骨屏障後的內臟情況,突破物理限制。
方教授及團隊利用前沿的「超材料」科技,透過微細結構精準調控超聲波傳導,使其有效穿越肋骨,大幅減少聲波反射與散射。醫生藉此能清楚觀察肋骨內深達約10厘米,例如心臟瓣膜結構,無論在穿透深度、影像清晰度及診斷準確度上,均較傳統技術有顯著提升。
此技術的臨床應用潛力巨大,尤其適用於急症室、加護病房及救護車等分秒必爭的環境。醫生將不再受限於肋間角度,而直接取得完整、實時且高解像度的心臟影像,能更快、更準確地診斷心臟衰竭、心肌肥大、瓣膜病變及肺積水等多種危急病症。
新型超透鏡亦能為肺部檢查帶來突破。傳統超聲波除了不能穿透肋骨,也難以在充滿空氣的肺部組織遊刃,難以發現早期的肺結節或病變。新技術有望讓超聲波清晰穿透胸廓,協助醫生及早發現肺部問題,甚或可取代部分電腦斷層掃描檢查,大大降低患者要承受的輻射量和風險。
港大研究團隊已完成原理驗證、模擬及臨床前實驗,有望成為全球首個成功可推出市場的超聲波超透鏡產品。團隊計劃下一步將技術微型化,作為現有超聲波探頭的便攜式配件,令醫護人員可以隨時隨地進行快速、無輻射的胸腔掃描,有助及早查出心腦血管疾病,也能廣泛應用於更多臨床以至遙距醫療的場景。
方絢萊教授表示:「我們的目標是利用創新的工程技術,解決臨床上的重大痛點。『動態控制超透鏡』不僅提升了影像質素,更重要是讓診斷變得更精準、更安全、更即時,切實體現以人為本的醫療理念。」
此項突破性技術可望顯著提升診斷的精準度與效率,同時減輕整體醫療風險與成本,為全球醫學影像領域揭開新的一頁。