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2019年10月22日，被称为“小麻省理工学院”的伍斯特理工学院（Worcester Polytechnic Institute，简称WPI）官网发出消息：伍斯特理工学院的研究人员正在创造一种更安全，更准确的方法来检测前列腺癌。 在中国出生的生物医学工程和机器人工程助理教授张海崇（Haichong (Kai) Zhang）也因其创建的机器人系统而获得了美国国立卫生研究院(NIH)颁发的为期五年的1869423美元的“NIH早期独立奖”。 图丨Haichong (Kai) Zhang 张海崇正在开发一种MRI引导的机器人系统来检测和监测前列腺癌 该系统可检测和分析前列腺癌的三个不同指标：任何肿块的3D图像；癌细胞产生的高水平蛋白质；由癌症生长引起的低氧水平的组织。通过同时关注前列腺癌的这些不同但互补的征兆，张预计，他的系统将比目前的超声波和没有核磁共振引导的活组织检查更准确。他的研究还可能消除对放射性对比染料的需求，这种染料用于传统扫描，但它会带来其他健康风险。 有统计数据显示，前列腺癌是美国男性癌症相关死亡的第二大原因。 前列腺癌目前诊断情况和难点 直肠指诊是前列腺癌筛查最经济、最基本的检查方法之一，约15％～40％的前列腺癌患者在直肠指诊时可发现异常，但诊断准确性较低，并与医师的临床经验密切相关。此外，直肠指诊发现的前列腺癌大多为中晚期前列腺癌，与前列腺特异性抗原（PSA）联合应用能明显提高诊断率。 但医生们一致认为，前列腺特异性抗原(PSA)血液测试不是早期发现前列腺癌的完美测试。它漏掉了一些癌症，有时还会发现可能永远不需要治疗的癌症。 前列腺癌的诊断通常包括血液检查，以检查前列腺特异抗原(PSA)，可能表明癌症，手工直肠检查，活组织检查和超声波。随机抽取的活检样本往往会导致对高危前列腺癌的低估，假阴性诊断，以及重复活检的需要。NIH报告说，只有37%的活检病例准确地确定了前列腺癌的分级或分期。所以，现在早期检测前列腺癌的方法还达不到我们期待和需要的那么精确，而且它们也不是没有风险的。 手术成像机器人，可更早更精准检测病症 研究人员张海崇说：“我的目标是创造一种侵入性最小、容易获得和具有成本效益的方法来更好地检测这种癌症。” 图丨研究人员张海崇（Haichong (Kai) Zhang）和格雷戈里·费舍尔（Gregory Fischer）在机器人实验室 格雷戈里·费舍尔(Gregory Fischer)同为机器人工程学教授，也是MRI引导机器人手术新兴领域的广为人知的先驱。此次，费舍尔和张海崇正在一起创造这样手术成像机器人，该机器人在MRI机器内工作，将成像探针插入患者的直肠，靠近前列腺。一旦图像被捕获，探针将被机器人操纵。因此，它可以从略微不同的角度捕获其他图像，最终编辑出前列腺和任何存在的肿瘤的3D图像。 这项技术将比超声图像识别更早阶段的肿瘤，超声图像通常显示前列腺的结构，但不能显示肿瘤的位置，并且通常无法检测出早期肿瘤。 该机器人系统还被设计为进行引导针活组织检查。通过使用光声系统，机器臂可以精确定位肿瘤并瞄准。张海崇的机器人设备将使用光声成像(光学成像和超声波的结合)，将光脉冲到组织，然后收回声波。声波信号会给出关于组织健康的信息，这是传统超声无法做到的。不同种类的组织发出不同种类的声波，因此，该系统将能够区分健康、氧合良好的组织和缺氧或去氧合的组织。癌细胞减少了氧气和营养物质在周围血管中的运输。 张说：“3D图像，PSMA（一种在前列腺癌中表达的特定蛋白质）检测和缺氧检测为我们提供了不同的线索，不同的方法来检测癌症，灵敏度要高得多。也就是说，我们应该能够在前列腺癌更容易治疗的时候更早地发现它。” 费舍尔说：“我很高兴能与张合作，创造下一代MRI引导的前列腺癌检测和治疗机器人。有了张的技术，我们将有更大的能力识别肿块，并用活组织检查针直接对准它。” 此外，张海崇还与约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的研究人员合作，开发一种非放射性造影剂，可以在光声成像过程中用于靶向PSMA，这可能会消除对现有造影剂的需求，因为这些造影剂具有放射性，并可能带来额外的健康风险。 庞大的前列腺癌发病群体 张海崇表示：“五分之一的男性将在一生中被诊断为前列腺癌，并且其复发率非常高。” 据中国医学科学院肿瘤医院泌尿外科主任医生马建辉 2011年在《权威科普》上发布的信息显示：从世界范围来看，前列腺癌是男性生殖系统最常见的恶性肿瘤之一。在美国，2009年新确诊前列腺癌约19.23万例，死亡2.74万例，发病率已经超过肺癌，位居男性所有恶性肿瘤的第一位，死亡率仅次于肺癌位于第二位。在欧洲，每年新确诊前列腺癌病例约26万。 我国前列腺癌的发病率逐年升高，已位列男性泌尿生殖系统恶性肿瘤第3位。1993我国年前列腺癌发病率约为1.71/10万，到1997年升高至2.0/10万。部分代表性地区的统计学数据：1985～1987年北京地区前列腺癌发病率和死亡率分别为2.41/10万和1.91/10万、1995年升高为4.55/10万和2.36/10万、2002年进一步升高至7.9/10万和3.0/10万，可见从1985至2002年，北京地区前列腺癌发病率升高2～3倍；2002年上海前列腺癌发病率为11.5/10万，死亡率为4.9/10万，是上海男性最常见的泌尿生殖系统肿瘤。 《科普中国》资料显示，2012年我国肿瘤登记地区前列腺癌发病率为9.92/10万。 根据NIH 2016年的癌症数据，前列腺癌是最常见的非皮肤癌，当年美国诊断出近20万新病例。 |
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