4月10日，在中國醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會等單位主辦的第六屆全國臨床創(chuàng)新與發(fā)明大賽春季賽決賽中，由首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院放射與核醫(yī)學(xué)科盧潔教授牽頭、清華大學(xué)劉靜教授合作項目“新型液態(tài)金屬臨床手術(shù)影像定位裝置”，經(jīng)過大會評委從研發(fā)設(shè)計、創(chuàng)新價值、轉(zhuǎn)化前景等多維度的綜合評判，最終從500余個參賽項目中脫穎而出，榮獲一等獎。

此次盧潔團(tuán)隊與劉靜團(tuán)隊合作的項目，利用新型液態(tài)金屬的放射成像能力，開發(fā)出一種液態(tài)金屬定位裝置。該裝置能夠貼敷在皮膚表面檢測人體生理信號，可以輔助醫(yī)生或手術(shù)機器人在CT圖像中定位病灶位置，完成穿刺引導(dǎo)和手術(shù)治療，還可根據(jù)需求實現(xiàn)個性化定制。

在腫瘤的手術(shù)治療中，術(shù)前定位對輔助醫(yī)生制定腫瘤穿刺及手術(shù)方案具有重要意義。傳統(tǒng)的固態(tài)金屬定位裝置，堅硬、沉重且不易穿戴。如何實現(xiàn)定位裝置貼合、無創(chuàng)、可塑、經(jīng)濟(jì)是亟待解決臨床痛點。

新型液態(tài)金屬是熔點較低的鎵銦合金，室溫下以液態(tài)形式存在，具有柔軟、輕便、可拉伸的特點。液態(tài)金屬保留金屬的高密度特性，CT影像成像效果明顯，可用于制備定位裝置。

項目團(tuán)隊通過調(diào)整液態(tài)金屬的組成成分及比例，使液態(tài)金屬兼顧傳統(tǒng)金屬的剛性屬性，又保留柔性特點，從而制備出形狀可塑的液態(tài)金屬復(fù)合材料。隨后以聚甲基丙烯酸酯及彈性基底制備成高粘附性的膠膜載體，同時黏附皮膚及液態(tài)金屬，從而實現(xiàn)液態(tài)金屬定位裝置與皮膚緊密貼合，而且可以隨皮膚任意延展。考慮到臨床對于定位裝置需求量大，然而手工生產(chǎn)耗時、費力。為了滿足快速生產(chǎn)的需求，將液態(tài)金屬復(fù)合材料作為金屬墨水，通過室溫液態(tài)金屬打印機對元件進(jìn)行打印，可實現(xiàn)液態(tài)金屬定位裝置個性化定制與批量生產(chǎn)。

新型液態(tài)金屬臨床手術(shù)定位裝置初步應(yīng)用

為了驗證新型液態(tài)金屬臨床手術(shù)定位裝置的效果，將成不同尺寸的新型液態(tài)金屬定位裝置貼敷在水模和實驗動物的體表。實驗表明在不同的掃描模式下（80kV，120Kv），液態(tài)金屬定位裝置均能良好顯示。在實驗動物頭部、胸部以及腹部貼敷的液態(tài)金屬定位裝置CT值均遠(yuǎn)高于生物組織，并能夠通過圖像分割獲得多個標(biāo)記物與生物組織之間的幾何位置關(guān)系，可輔助醫(yī)生或手術(shù)機器人確定病灶與體表貼片的幾何位置關(guān)系以及穿刺引導(dǎo)和手術(shù)治療。

項目學(xué)術(shù)成果已于近期發(fā)表在權(quán)威材料類雜志Materials Horizons上。論文第一作者為我院放射與核醫(yī)學(xué)科博士生崔碧霄與清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系博士生國瑞與，通訊作者為我院副院長盧潔與清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系劉靜教授。