有颜更有才! 华中大95后博士研究“治癌利器”取得突破

极目新闻记者 李碗容

通讯员 冀娴贤 杨亚

白净的脸庞、娇小的个子、甜美的笑容……华中科技大学数字PET实验室95后博士高敏似乎与平常人对博士的认知不太一样,她热爱科研同时也是中华文化爱好者,甜美的笑容是她的招牌,但是聊起科研却是格外地认真严谨。近日,国际权威期刊《IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences》(《IEEE辐射与等离子体医学科学汇刊》)在线发表了中国科学家谢庆国团队最新研究成果,该研究由高敏主要完成,获得了世界上第一个对活体动物的质子刀在线在束监测的实验结果。

有颜更有才! 华中大95后博士研究“治癌利器”取得突破

有望推动质子刀精准治疗研究更进一步

发布在《IEEE辐射与等离子体医学科学汇刊》上的文章,题目为《First Results from All-digital PET Dual Heads for In-beam Beam-on Proton Therapy Monitoring》(《基于双平板数字PET首次实现在线在束质子治疗监测的结果》)。

该研究首次将动物活体作为实验对象,利用数字PET在线监测到质子束进入其体内的实际作用范围和投递剂量,获得了世界上第一个对活体动物的质子刀在线在束监测的实验结果。研究人员认为,这有可能是“治癌利器”质子刀精准治疗历史上的一小步,有望解决质子束在线监测这一世界级难题,从而有效提升质子刀对肿瘤治疗的效果。

高敏介绍,自上世纪九十年代以来,全球科学家一直在努力探索将PET用于质子监测的可行性,但质子束产生的正电子核素半衰期极短、背景散射伽马光子极多,如何定量估计质子束在人体组织内的投递剂量和作用范围,是一个尚未解决的巨大挑战。

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“据我所知,我们应该是全球第一个获得活体动物质子治疗在束监测结果的研究团队。”高敏介绍,利用超高计数率的数字PET系统能够支持真正意义上在束的信号采集,基于即插即成像架构的在束信号处理算法能够抑制庞杂的辐射背景噪声,从而提供高信噪比的质子束诱导正电子活度图像。

高敏介绍,这项工作表明,数字PET能够为研究质子束与生物组织的相互作用机制机理提供前所未有的新数据,并有望催生一系列质子治疗范围验证的新理论、新算法、新技术,同时也可能在次级粒子的观测中发现新现象。

带着“头脑发热”的热情做科研

2017年,高敏本科毕业作为直博生加入数字PET团队以来,一直从事数字PET在质子治疗在线监测中的研究。

提起学生高敏,导师谢庆国赞誉有加:“她还是本科学生就单枪匹马到日内瓦发明展拿了个金奖。”白净的脸庞、娇小的个子,当时还是大四本科生的高敏看起来比实际年纪更显稚嫩。就在参展第一天,高敏对面展台一个外国专家楞是把她当成了初中生,疑惑地问同行的翻译:怎么会有小孩子来参展?当那位翻译告诉外国专家,高敏是代表头盔式PET项目参展的唯一一个负责人时,外国专家十分惊讶。

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高敏有一句座右铭:“趁我们头脑发热,我们要不顾一切!”这份热情和执着,被她带到科研生涯中,用实际行动诠释得淋漓尽致。2017年10月,高敏和数字PET实验室意大利籍教授尼古拉赴台北长庚医院进行全数字平板PET用于质子束在线监测的实验。首次监测到了质子束打到假体上产生的氧15,开启了数字PET在质子放疗方向的全新应用。

傲人成果的背后是高敏不眠不休的努力与坚持。由于质子放疗的费用昂贵,所以占用治疗室的实验时间也是“一寸光阴一寸金”。高敏回忆,当时她和尼古拉两人连拖带扛把将80多公斤的设备运到长庚医院后,就昼夜不分地工作,系统搭建、设备调试、实验采集到拆卸清场,整个过程只花了96个小时。“由于质子医院束流条件十分紧张,实验总是在一天的病人诊疗结束后,大约晚上十点左右开始,到次日凌晨两三点结束,然后再在清晨五六点开始筹备下一轮实验。”

对于数字PET领域的研究工作,高敏总是充满热情,“尽管在科研道路上会吃很多苦、克服很多困难,但那种打怪升级的乐趣也只有在这里才能体会得到。”仅花4天时间搭建出一个PET系统,也让她找到了搭建大型乐高的惊喜和乐趣。她介绍道,传统PET搭建时间都是以月甚至年为单位计算的,而我们是以小时为单位。这让她真正体验到数字PET模块化、开放性和灵活性带来的革命性变化。

像高敏这样的得意门生,在数字PET实验室可不止一个。实验室的导师谢庆国、肖鹏、尼古拉等教授,则是不遗余力地发掘好苗子、再耐心地培养他们,静待开花结果。数字PET实验室也走出不少创新人才,不仅有高端医学影像产业领域的领军人才,也有高端制造业的科技先锋、互联网“大厂”的技术牛人、科研领域的青年学者。

2021-05-08 原文

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