2023年度重庆市科学技术奖揭晓超声“刀”隔空打“瘤” 让中国原创领跑世界推动具有全国影响力的科技创新中心建设实现新突破

二〇二三年度重庆市科技突出贡献奖获得者王智彪: 

超声“刀”隔空打“瘤” 让中国原创领跑世界

新重庆-重庆日报首席记者 张亦筑


  八月十六日,重庆医科大学超声医学工程国家重点实验室,王智彪教授(右四)正在和实验人员交流。记者 崔力 摄\视觉重庆

  水面之上,水花在不停跳跃、翻腾,水面之下,竟有一个小小的白色“火炬”伫立在中央……

  在重庆医科大学超声医学工程国家重点实验室主任王智彪教授眼里,这是一种无与伦比的美。

  这种美,是由超声波聚焦带来的。

  “超声波每秒可以聚焦60多万次,每次聚焦都会发光,我们用肉眼就能看到它在水中的形状。”每次待在实验室,站在放置着超声波换能器的实验水箱前,王智彪都会驻足欣赏许久。他还给这些形状取了个昵称,叫“水下的太阳”。

  在他的心目中,这种美,代表着聚焦超声治疗技术实现了基础研究、技术研发、设备研制、临床应用、标准/指南制定等“从0到1”的突破,让中国原创领跑世界,并帮助全球众多良恶性肿瘤患者实现保器官治疗。

  为此,王智彪已经带领团队不懈奋斗了36年。

  初衷

  “不仅要治病还要保器官,才能让患者生活更好”

  8月16日下午,在超声医学工程国家重点实验室,记者见到王智彪时,身着蓝色衬衫、深色西裤的他,刚风尘仆仆地从外面赶回来。

  “最近在忙一项国家课题。”在团队其他人眼中,王智彪一直都是如此忙碌,从没停下来过。

  1983年,从重医毕业的王智彪,进入重医附属第二医院工作,成为一名妇产科医生。

  在这期间,他见到过太多不幸——因为疾病,患者被剥夺器官、失去家庭,甚至失去生命。

  一位患者因病摘除了子宫,尽管病好了,但无法再生育,最终导致离婚。

  一位不幸罹患绒毛膜癌的年轻妈妈,在多次住院化疗后,因肝肾功能衰竭去世。彼时,她的孩子还只是一个爱啼哭的幼儿……

  尽管很喜欢这份职业,但面对这些情景,王智彪心里很不是滋味。

  “完美的手术方式,不仅要治疗疾病,还要保器官,才能让患者生活更好。”这样的想法,在他心里萌生。

  类似用凸透镜聚焦太阳光点燃纸片,超声波发射能量很低,但聚焦于一点也可以产生强大的能量。上个世纪80年代,临床上发现,超声波达到一定量,可导致胚胎受到损伤甚至死亡。1988年,王智彪在开展“超声对胎儿的安全性”课题研究时,创新性地想到,“这样的‘杀伤力’,能否用于疾病治疗,比如肿瘤?”从此,他带领课题组开始进行相关研究。

  然而,这是一场世界范围内的科技竞赛——

  上世纪40年代,美国学者最先提出用高强度聚焦超声(HIFU)从体外对体内进行无创治疗疾病的设想。这吸引了美、英等多国科学家进行了半个多世纪的探索,但由于高强度聚焦超声在生物组织中传播和聚焦具有复杂性,这个设想始终没有变成现实,研究也被搁置。

  “要让患者受到的伤害更小。”从事这项研究的初衷,在王智彪的脑海里萦绕。最终,面对这个世界级难题,他选择了挑战。

  困难

  每天都经历着失败,做了成千上万次实验

  将一块有机玻璃板置于水中,启动超声波换能器,短短几秒钟,伴随着一股烧焦的味道,玻璃板表面中间瞬间被熔化。与此同时,实验人员把手放到玻璃板下方的水中,却毫发无损。

  “像是魔术!”记者感叹道。

  “这就是聚焦超声治疗技术的神奇之处。”王智彪笑呵呵地解释,传统手术需要“开膛破肚”,就算是微创手术,也需要在患者身上打孔。而聚焦超声治疗技术既不需要开刀,也不需要打孔,只需要将体外发射的超声波聚焦到患者体内的病灶组织上,就能把病灶组织杀死,为肿瘤患者隔空打“瘤”,并且对人体器官、皮肤都不会有损伤。

  不过,要实现快、准、稳,一开始是相当困难的。究竟失败过多少次,王智彪早已记不清了。

  在用动物做实验时,王智彪和团队每天从早忙到晚,却每天都在经历失败,要么在动物体内找不到超声波聚焦点,要么把动物的皮肤烧伤了。尽管如此,他们依然没日没夜地干,知难而进,迎难而上,做了成千上万次实验。

  在这个过程中,难免有团队成员感到沮丧,但哪怕偶尔一次在动物体内发现一个聚焦点,王智彪都会给大家鼓劲,“一个点,也是希望!”

  经过日复一日的实验,突然有一天,他们在一头小香猪体内发现了20个聚焦点,把他们高兴坏了。为了纪念这一里程碑式的进展,他们把这头小香猪命名为“海扶猪”,还为它立了一块纪念碑。

  1997年,王智彪带领团队研制出全球首台体外聚焦超声肿瘤治疗系统海扶刀®,并于1999年获得中国医疗器械注册证,在重医附二院投入使用。

  值得一提的是,2002年,海扶刀®出口到英国牛津大学丘吉尔医院,这是中国具有完全自主知识产权的大型医疗设备首次出口发达国家,实现了“中国创造”医疗器械的历史性突破。

  2020年12月,首台海扶刀®被中国国家博物馆收藏。

  坚持

  “只有原始创新才能挺起中国科技的脊梁”

  多年来,王智彪及团队成功突破了聚焦超声领域的第一代、第二代关键核心技术,先后研发出超声波治疗良恶性实体肿瘤、妇科宫颈外阴疾病、鼻炎、慢性软组织疼痛、骨关节炎等全球首创、具有完全自主知识产权的系列医疗设备,2005年发布全球首个《高强度聚焦超声肿瘤治疗系统临床应用指南(试行)》,主持或参与制定该领域国内、国际行业标准占80%以上。

  如今,“中国创造”超声治疗系列设备已出口31个国家和地区,在全球近3000家医疗机构应用,保器官治疗超28万例良恶性肿瘤患者,帮助因子宫良性疾病无法生育的妇女成功孕育2000余名宝宝。

  2022年,国际组织聚焦超声基金会授予王智彪首届临床应用奖,颁奖词这样写道:中国在高强度聚焦超声领域作出了开创性的贡献,包括在基础研究、大型医疗设备开发、临床应用和行业标准等方面的突破。

  荣誉背后,是“中国创造”得到国际认可,也是王智彪一直以来对原始创新的坚持。

  不过,王智彪仍清晰地记得,产品首次出口时,国外专家起初那难以置信的眼神,还有此起彼伏的质疑声——“B超、CT、核磁共振,这些大型医疗设备都由发达国家原创,凭什么聚焦超声这样的高精尖设备,会来自中国?”

  最终,王智彪及团队用临床治疗结果证明了“中国创造”,并让“中国创造”一步步走向全球。

  “只有原始创新才能挺起中国科技的脊梁。”王智彪说,尽管他们面临的质疑声不断,但这句话,深深地刻在了他的骨子里,让他坚定不移地在质疑中前行。

  在超声医学工程国家重点实验室里,有一面十分醒目的“失败墙”,由几个玻璃柜组成。柜子里,放着各种超声治疗设备的零部件。

  “这些都是过去实验失败留下来的,但只是很小的一部分,还有很多被堆放在仓库里。”王智彪告诉记者,这样一面墙,并不是让大家记住失败,而是想告诉大家,失败并不可怕,只要方向正确,坚持再坚持,甘于“坐冷板凳”,持续去做,终有一天会成功在望。

  正是如此,从最初组建课题组时的几个人,到如今团队壮大到600多人,36年如一日,他们就只坚持做这一件事,非把它干好不可。

  “坚持原始创新,我们只是走在前面做了一个小小的示范。”王智彪说,尽管前方路上会遇到更多问题,但在我们国家,原始创新的生态环境一定会越来越好,也将有更多原始创新如雨后春笋般涌现,“就像沙漠长出一棵小树苗都很难,但如果沙漠已经变成了绿洲,它还会难吗?”

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