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诺奖风向标拉斯克奖发布!浅聊三位OCT发明者研发背后的故事

近日,诺奖风向标——拉斯克奖宣布了2023年得主。三位OCT发明者James G. Fujimoto(麻省理工学院)、David Huang (Casey眼科研究所,俄勒冈健康与科学大学)和Eric A. Swanson(麻省理工学院)获临床医学研究奖。
诺奖风向标拉斯克奖发布!浅聊三位OCT发明者研发背后的故事

 

图片来源:The Lasker Foundation

三位学者发明的OCT(光学相干断层扫描)技术是一种新的高分辨率成像技术,这种新的成像技术通过利用光束来观察视网膜等人体组织内的微观结构,能够实时无痛地生成眼睛内部结构的高分辨率横截面图像,而无需身体接触。

据悉,1995年OCT开始正式用于眼科临床。并在短短两年内,逐渐被应用于皮肤科、消化道、泌尿系统和心血管方面的检查。在2001年,美国麻省总医院的IK Jang等发表了第一篇OCT在冠状动脉内的临床研究报告,第一例OCT在血管内使用。

一元开启,三人成行

跨学科合作,协力将OCT技术转化成临床应用

OCT的起源可以追溯到光学研究领域。1990年,超快光学的先驱Erich Ippen从AT&T贝尔实验室转移到麻省理工学院(MIT),而此时正在MIT攻读博士学位的James Fujimoto 在Ippen的指导下完成了博士研究并加入了该院的教职。他受到高速摄影和激光技术的启发,开始研究能够让医生更好地观察人体内部结构的方法,目标是用光代替声音来开发类似于超声波的技术。
Eric A. Swanson 是一位激光通信和光纤网络技术的专家。Swanson在MIT获得了物理学学士学位后在MIT继续深造,获得了光学工程和电子工程的硕士学位,提出了利用干涉仪来测量光波反射时间和距离的方法。作为一位光学专家,Fujimoto 敏锐地意识到 Swanson 提出的这一方法具有极高的分辨率,于是他邀请后者加入了他的团队,作为Fujimoto实验室里的研究助理,共同开展关于OCT的研究工作。Swanson的加入为团队带来了光学工程学和电子工程学的专业知识,这对于开发和改进OCT系统至关重要,他的早期研究奠定了OCT技术的基础。
David Huang 是 Fujimoto 实验室的博士后,他通过在扫描光束上采集多个A扫描测量来生成类似超声B扫描的二维数据集的方法,完成了OCT的第一次演示。1991 年,他们三人与其他研究者共同发表了第一篇描述 OCT 技术的论文,详细描述了OCT的原理和应用。
最初的OCT图像需要几分钟来获取。Swanson将成像速度提高了100倍,并设计了一个患者接口,展示了人眼视网膜的体内OCT成像。临床原型OCT被转移到新英格兰眼科中心,由Puliafito和眼压专家Joel Schuman,以及麻省理工学院的博士后研究员Joseph Izatt和哈佛-MIT联合培养的医学博士和博士生Michael Hee共同进行了超过5000名患者的研究。这是OCT在糖尿病性视网膜病变、老年性黄斑变性(AMD)和青光眼方面的首次演示。这项工作有助于确定OCT在眼科领域的未来发展方向,并描述了检查协议和分析技术,成为标准的OCT眼科检查的一部分。

两次创业,二个领域

Swanson成功推动OCT技术产业化

一项新技术如果无法被国际临床和科学界使用,就无法产生影响。于是Puliafito、Swanson和Fujimoto成立了一家初创公司,将OCT从实验室转化为眼科诊所。后来这家初创公司被Humphrey Zeiss收购,1996年, Zeiss成功推出了第一台商业化的Zeiss OCT仪器。

为拓展OCT技术在其他医学领域的临床应用,1998年,Swanson联合一支跨学科团队共同创立了LightLab公司,专注于OCT的商业化和应用。作为OCT领域重要参与者,LightLab公司一直致力于提高OCT系统的成像分辨率,开发了多种用于不同医学领域的OCT系统,包括眼科、心血管医学和皮肤科等。这些系统具有不同的配置,用途广泛,为医生提供了强大的工具来进行临床诊断和研究。2010年LightLab被St. Jude Medical(圣犹达)收购,2016年圣犹达被Abbott(雅培)收购,所以LightLab也是现在雅培OCT的前身。

除了技术研究外,Swanson积极参与国际标准化组织(ISO)的工作,以制定OCT技术的国际标准。他与国际合作伙伴合作,推动OCT技术的国际标准化,确保不同制造商的OCT设备能够互通和比较,促进了该技术的全球应用。OCT领域最大的学术交流网站www.octnews.org便是他建立的。

Eric A. Swanson作为OCT技术奠基者之一,通过多年的研究与合作,推动了OCT技术的发展,将其从实验室转向临床应用,在医学影像和诊断方面产生了深远的影响。通过LightLab公司的努力,成功将OCT技术商业化,为医学影像领域带来了重大的创新和进步。此次拉斯克获奖便是对其贡献的最大肯定。

一场拜访,一次跨越

微光医疗创始人与Eric A. Swanson一次跨越国界的技术交流

作为中国最早专注于OCT技术领域的企业,微光医疗自成立起便致力于将OCT原创性基础研究转化成为国际领先的实际临床应用。2013年成功研制中国首台具有自主知识产权的扫频激光OCT影像系统 ,2015年,研制出第一台心血管3D-OCT工程样机,并出口澳大利亚临床研究机构。

诺奖风向标拉斯克奖发布!浅聊三位OCT发明者研发背后的故事中国首台具有自主知识产权的扫频激光OCT影像系统,2015年CCTV13《新闻联播》对该产品与技术进行了报道

虽然取得了一些里程碑成就,然而,三年的技术转化过程让我们深刻体会到,将新技术从研究转化为临床实践并非易事,这个过程既艰难又复杂,昂贵且耗时。

为了学习借鉴国外临床转化方面的成功经验,2016年,微光创始人朱锐博士和CTO李嘉男博士特地前往新英格兰拜访了Swanson。当时,他创立的光通讯公司Acacia刚刚上市。虽然早已退出LightLab,Swanson依然对OCT技术保持热情,他在家中热情地接待了这二位来自中国的同道者。由于在技术上同频共振,三人相谈甚欢,Swanson不仅分享了关于OCT技术创业的宝贵建议,还给我们提供了重要的技术和策略指导。

2020年,微光第一代OCT获批上市,成功实现商业化,这次跨越国界的技术交流和经验分享贡献了不小力量。

诺奖风向标拉斯克奖发布!浅聊三位OCT发明者研发背后的故事

微光创始人朱锐博士与Eric A. Swanson

从1991第一篇OCT论文发表至今已过去30多年,30多年来该领域蓬勃发展,科学家们不断升级相关技术,越来越复杂的光源和新颖的技术极大地提高了成像速度,质量也随之提高。目前,尽管OCT 在眼部的应用远远超过其他应用,但全球的专家和实验室研究人员正在探索其在其他医学领域的潜力,包括心脏病学、手术指导、胃肠病学和皮肤病学。如今,OCT三位发明者“临床医学研究奖”荣誉的获得,将进一步推动OCT技术的研究与应用,加速医学领域的进步。

微光医疗作为国产OCT领军企业 ,在光学相干断层扫描技术方面积累了丰富的经验和专业知识,秉持着创新发展的理念,微光医疗积极探索与拓展OCT在不同领域的商业应用场景。从第一代OCT系统到多模态OCT系统,从冠脉OCT诊断到神经介入领域,我们不断突破OCT的技术边界,不断追求卓越。未来,微光医疗将继续致力于核心技术的自主研发,通过不断地技术创新与产品迭代,持续推动OCT技术更广泛、更深层次的临床应用,为行业提供更多前沿技术,为患者提供更优质的医疗服务。

来源:微光医疗

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