4月10日，在中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備協(xié)會(huì)等單位主辦的第六屆全國(guó)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(xiàng)目“新型液態(tài)金屬臨床手術(shù)影像定位裝置”，經(jīng)過(guò)大會(huì)評(píng)委從研發(fā)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新價(jià)值、轉(zhuǎn)化前景等多維度的綜合評(píng)判，最終從500余個(gè)參賽項(xiàng)目中脫穎而出，榮獲一等獎(jiǎng)。

此次盧潔團(tuán)隊(duì)與劉靜團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)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(cè)人體生理信號(hào)，可以輔助醫(yī)生或手術(shù)機(jī)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(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制。

在腫瘤的手術(shù)治療中，術(shù)前定位對(duì)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(jiān)硬、沉重且不易穿戴。如何實(shí)現(xiàn)定位裝置貼合、無(wú)創(chuàng)、可塑、經(jīng)濟(jì)是亟待解決臨床痛點(diǎn)。

新型液態(tài)金屬是熔點(diǎn)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(diǎn)。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(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)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(diǎn)，從而制備出形狀可塑的液態(tài)金屬?gòu)?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(shí)黏附皮膚及液態(tài)金屬，從而實(shí)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(duì)于定位裝置需求量大，然而手工生產(chǎn)耗時(shí)、費(fèi)力。為了滿足快速生產(chǎn)的需求，將液態(tài)金屬?gòu)?fù)合材料作為金屬墨水，通過(guò)室溫液態(tài)金屬打印機(jī)對(duì)元件進(jìn)行打印，可實(shí)現(xiàn)液態(tài)金屬定位裝置個(gè)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(yàn)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(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體表。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)動(dòng)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(guò)圖像分割獲得多個(gè)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(jī)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(xiàng)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(guó)瑞與，通訊作者為我院副院長(zhǎng)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。