“高精度导航”精确定位颅脑肿瘤
肿瘤是威胁人类健康的头号疾病。一直以来，科学家们都在孜孜不倦地研究能攻克肿瘤的方法。在今天上午举行的2013工博会高校展区健康环保专题新闻发布会上，复旦大学和上海交通大学分别展示了一款能大幅提升颅脑肿瘤患者手术成功率的增强现实神经导航系统，和一项能够使白细胞介素等抗肿瘤天价生化药物大幅降低“身价”的“魔力筛”技术，这两项先进的技术都将为肿瘤患者带来福音。
智能“引导员”提升颅内术成功率
手术难度大需要“引导员”
众所周知，脑肿瘤等脑部疾病严重危及患者生命安全，而颅脑手术是治疗该类疾病的最直接有效的方法，但风险极高、难度极大。颅脑手术不仅要求术者将肿瘤完全切除，还要求对重要神经结构进行精确保护、免受损伤。临床实践表明，传统的手术方式很难完全实现这一目标。事实上，目前，约有20%的病例，在颅脑手术后存在肿瘤残留或引发偏瘫、失语等后遗症。
为了解决颅内精确定位、精确手术的问题，医生们急需一位兼具“透视眼”和“放大镜”功能的高超“引导员”，为手术刀精确“制导”，对肿瘤精确“打击”。而神经导航系统，就是基于这种需求逐步发展而来。它不仅能精确扫描和定位神经系统内部的结构和情况，还能将这些数据通过直观、影像的方式在系统的显示器上实时反映给使用人员，建立颅脑内的三维空间定位和术中实时导航功能，从而不间断地给神经外科医生反馈手术过程，实现精确引导的目的。
8年研制出手术导航系统
然而，即使当前国际上最先进的神经导航系统，还是存在局限—不能真实反映开颅后病人脑组织形态随时间变化的情况。
为此，复旦大学数学医学研究中心主任宋志坚教授率领其课题组历经8年艰辛，研制成功了高精度神经外科手术导航系统，并获得了2013年的国家技术发明二等奖。这项导航系统能对术中脑变形进行实时矫正；它可在导航手术中实时告知医生当前操作是否会对脑白质传导束造成损伤，避免产生不良影响；它具备了针对大范围、多目标的光学动态跟踪技术，其各项性能指标均优于国际上最先进的同类产品指标，已成为国内外公认的提升光学定位仪精度的有效方法，为神经导航整体性能的提升奠定了基础。
新版“引导员”功能更强
尽管第一代高精度神经导航系统已经达到国际先进水平，但宋志坚对此并不满足。在他看来，起码有三个问题需要解决：一是进行颅脑手术时，主刀医生被迫要在电脑屏幕与患者之间转头甚至来回跑来跑去以切换视野，从而影响了手术精度；二是固定显示屏的设置容易增加医生的疲劳感，从而增加了手术失误几率；第三延长了手术时间。”
针对这些问题，宋志坚课题组将神经导航系统“移植”到ipad上，更进一步开发出了2.0版的增强现实神经导航系统。“平板电脑的摄像头能够将患者的真实图像采集到屏幕上，随后电脑模拟的数字影像会重叠在真实图像表面。这就好像一把无形的刀，无论移动到身体的哪个部位，都会将这个区域"切"开，显示在平板电脑屏幕上。”宋教授说。
提升脑肿瘤手术成功率
据悉，宋志坚团队开发出的国产高精度神经外科手术导航系统，已经取得了令人满意的临床效果。至今全国有近40家医院推广应用该系统，并在该系统的协助下，成功实施了包括胶质瘤、脑膜瘤、血管瘤、骨纤维结构不良、齿状突畸形等在内的高难度神经导航手术逾1万例。临床实践证明，该系统可提高脑肿瘤的影像学完全切除率86.7%，降低术后并发症12.1%，这一成果已经使我国神经外科学技术一举跻身于国际先进行列。
而作为2.0版的“增强现实神经导航系统”至今也已有20余例临床试验案例，并获得了良好的手术效果。在谈到未来数字医学的发展趋势时，宋志坚表示：“数字医学应用非常广泛，有很好的前景。神经导航是其重要的研究路径之一。增强现实神经导航系统虽然仍处于试验阶段，但我相信它肯定会有非常广泛的临床应用前景，为颅脑肿瘤患者手术治疗、延续生命送去福音。”
“魔力筛”有望让天价抗癌药降“身价”
分离药物、细胞像“筛”东西
上海交大曹成喜教授告诉记者，“魔力筛”是一种通俗的叫法，它的学名叫“自由流电泳”技术，是一种现代生物分离技术。它能将蛋白药物、或细胞病毒等从混合状态中，像“筛”东西一样被分离、提取出来。这一新技术，具有广泛应用于生物制药、疾病诊断及生物医药研究等领域的潜力。
有人不免好奇，“魔力筛”的“魔力”从哪里来？
曹成喜教授介绍，通过在连续流动的盐溶液中，添加横向电场，不同的药物分子或颗粒状生物物质，由于带有不同的电荷，会自动“游”向不同的区域，从而得到分离。他把“魔力筛”原理形象地比作“鸡鸭鹅”的分离。处于混合状态的物质，好比一群混杂的家禽，不同的药物、蛋白质或细胞，相当于带电密度不同的“鸡鸭鹅”； 自由流电泳则好比一条流动的小河；而电场正负极则好比左岸长满的青草和右岸游动的小鱼。鸡鸭鹅从桥上同一点连续落入河中，鹅游向左岸的青草，鸭游向右岸的小鱼，鸡因不会游泳而随水流下行。混杂的家禽被自然地分成了三组。
抗肿瘤天价药有望降价
与传统分离技术相比，“魔力筛”技术具有分离环境温和、连续分离、回收率高、成本低和绿色环保等优点，在生物制药和疫苗等生产上具有广泛的应用潜力。
目前能够生产“魔力筛”仪器设备的国家主要有德国、瑞士、美国等。设备的整体报价在120万元-140万元之间。上海交大已经形成6个型号的系列“魔力筛”产品，与德国、美国和瑞士等同类型仪器设备相比，“魔力筛”设备的报价在20万-90万元左右，这极大地节省了用户的成本。
肿瘤和肝炎等是常见病和多发病，也是威胁我国人口健康的重大疾病。作为提高人体基础免疫力的重要药物，白细胞介素、干扰素和抗体等已广泛应用于这些疾病的治疗。但这些药物研制周期长，生产技术复杂，价格昂贵，一次注射治疗动辄在百元以上。
“魔力筛”技术能够用于这些药物的生产、降低消耗、提高回收率，从而降低成本，降低高端药物“身价”。
以抗肿瘤药物白介素-2为例，其每支注射用针剂平均售价在150元左右； 其生产成本占将近50%，也就是70元左右。如果制药公司采用“魔力筛”技术降低消耗、提高回收率，有望使白介素-2的生产成本降低40%，间接销售费用降低10%-20%。可以预计，“魔力筛”将能使抗肿瘤的药物价格有望降低30%。每次治疗节省40元左右，一个疗程15天将节省600元，3个疗程下来就能节省1800元，一千万个病人一年将节省百亿元以上。
