問診蒼穹，明年我國將發(fā)射一顆名為“武漢大學人民醫(yī)院健康號”的衛(wèi)星，它也是全球首顆醫(yī)學遙感衛(wèi)星。

8月16日，科技日報記者從武漢大學人民醫(yī)院新聞發(fā)布會獲悉，全球首顆健康研究領域的專用遙感衛(wèi)星，“武漢大學人民醫(yī)院健康號”醫(yī)學遙感衛(wèi)星（珞珈四號01星）將于2023年該院百年院慶之際發(fā)射升空。該衛(wèi)星將以遙感技術賦能環(huán)境健康與智慧醫(yī)療研究，以融合創(chuàng)新助力健康中國。

探測影響人類健康環(huán)境因子

今年4月，武漢大學人民醫(yī)院與武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室、宇航科學與技術研究院達成合作，由3位院士領銜聯(lián)合成立“武漢大學人民醫(yī)院醫(yī)學遙感信息研究院”。作為全球首家醫(yī)學遙感信息研究院，上述衛(wèi)星即該研究院推出的首個“遙感+醫(yī)學”融合科技創(chuàng)新成果。

“遙感對地觀測技術具備大面積、高時效與周期性等優(yōu)勢，是探測影響人類健康環(huán)境因子的有效手段?！?武漢大學人民醫(yī)院副院長李平湘說。

健康環(huán)境監(jiān)測是人民健康的重要保障。目前，環(huán)境健康指標監(jiān)測多采用地面布點等方式進行監(jiān)測，存在監(jiān)測站點分布離散化、不均勻問題，環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)缺乏空間連續(xù)性。同時，地面監(jiān)測點前期建設成本高、后期維護任務重，難以在欠發(fā)達地區(qū)開展持續(xù)有效健康環(huán)境監(jiān)測。

中國科學院院士、武漢大學宇航科學與技術研究院院長、武漢大學人民醫(yī)院醫(yī)學遙感信息研究院院長龔健雅介紹，國際對地觀測組織GEO發(fā)布《GEOSS全球地球綜合觀測系統(tǒng)》制定的九大社會服務（健康、災害、森林、能源、水體、氣候、農(nóng)業(yè)、生態(tài)、海洋）中，目前唯獨缺失針對健康領域的專用遙感監(jiān)測衛(wèi)星，在數(shù)據(jù)源頭上限制了醫(yī)學與遙感信息領域進一步交叉融合。

他說，“武漢大學人民醫(yī)院健康號”醫(yī)學遙感衛(wèi)星是全球首顆“遙感+健康”專用衛(wèi)星。該衛(wèi)星設計載荷重約50kg，裝備可見光高光譜相機、紫外相機等，兼具高光譜、微光、紫外等多模式，具有一體化設計、成像范圍廣、工作模式多、圖像獲取快等優(yōu)勢，將重點圍繞中國，兼顧周邊國家，探測影響人類健康的環(huán)境因子。

據(jù)介紹，“武漢大學人民醫(yī)院健康號”醫(yī)學遙感衛(wèi)星，其研發(fā)團隊具備“研制、測試、調(diào)度、處理”全鏈路能力和國際領先的多模式光學系統(tǒng)研制能力，預計2023年8月出廠、10月前發(fā)射。

龔健雅表示，面向環(huán)境健康遙感監(jiān)測的國家需求與學科前沿，研制多傳感器載荷衛(wèi)星平臺，將針對影響人類健康的“水-土-氣”環(huán)境要素探測設計載荷與選擇波段、突破高光譜環(huán)境遙感智能高精度反演監(jiān)測關鍵技術，提升全球健康研究領域遙感監(jiān)測能力，將健康、人口和環(huán)境數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，實現(xiàn)在不同地理尺度評估和量化健康相關變量與環(huán)境風險因素之間的關系。

學科交叉融合必然大勢所趨

“醫(yī)學遙感信息研究院構設了‘遙感信息+現(xiàn)代醫(yī)學’發(fā)展初步藍圖，時空大數(shù)據(jù)將用于構建數(shù)字孿生智慧醫(yī)院，環(huán)境遙感與健康GIS大數(shù)據(jù)分析等相關研究與實踐已然開始?！蔽錆h大學人民醫(yī)院黨委書記萬紅慧說，“‘武漢大學人民醫(yī)院健康號’醫(yī)學遙感衛(wèi)星將為健康中國助力加油?！?/p>

李平湘認為，學科交叉融合是當今世界發(fā)展大趨勢。目前，心臟介入手術等很多醫(yī)學操作技術，借助遙感三維衛(wèi)星定位系統(tǒng)得以完成。武漢大學人民醫(yī)院醫(yī)學遙感信息研究院旨在推動醫(yī)學與遙感信息領域交叉融合，搭建創(chuàng)新研究與轉化平臺，集合跨學科人才與資源，為人民健康保駕護航。

事實上，于“遙感+醫(yī)療”概念而言，武漢大學與武漢大學人民醫(yī)院的合作創(chuàng)新并非新鮮事。

龔健雅介紹，早在2019年，武漢大學計算機學院、人工智能研究院杜博教授團隊和測繪遙感信息工程國家重點實驗室張良培教授團隊，與武漢大學人民醫(yī)院放射科查云飛主任團隊協(xié)作，研發(fā)集早期篩查、病變評估、病灶分割功能和肺部及病灶像素分布直方圖等功能于一體的新冠肺炎CT影像智能診斷系統(tǒng)。

該系統(tǒng)提高新冠肺炎篩查速度與檢測精度，并向武漢大學人民醫(yī)院、意大利Humanitas大學附屬醫(yī)院等國內(nèi)外醫(yī)療機構開放。這證實了遙感對醫(yī)學影像數(shù)據(jù)處理、分析、建模、診斷的作用。

邁出“智慧醫(yī)療”步伐，遙感信息技術與醫(yī)學交叉融合，在疾病的空間分析、精微導航定位、實時醫(yī)學圖像終端等領域合作前景廣闊。武漢大學不少從國外回來的專家教授紛紛入局。

該校從法國回來的羅斌教授正在與醫(yī)院團隊合作，研究體內(nèi)微空間三維建模與病灶識別；從芬蘭回來的陳亮教授，一直研究體內(nèi)微空間醫(yī)療機器人定位，制定人體內(nèi)外結構參數(shù)，解決人體內(nèi)精準導航控制，還計劃研究醫(yī)療機器體內(nèi)外一體定位導航通信一體化芯片，可支持用聲音、磁場、陀螺、太赫茲等多種無線電信號進行融合定位等。

正因如此，基于醫(yī)療與遙感的融合需求，體內(nèi)微空間建模與病灶識別、體內(nèi)微空間醫(yī)療設備定位、健康GIS（地理信息系統(tǒng)）、醫(yī)學影像智能解譯等前沿領域，成為此次武漢大學醫(yī)學與遙感合作優(yōu)先主抓的幾大方向。

遙感技術賦能醫(yī)療大有可為

未來，借助遙感技術對人體內(nèi)空間進行精確三維建模與定位，手術機器人可根據(jù)導航進入身體內(nèi)。

此外，醫(yī)生有望使用支持膠囊的精準導航控制，針對患者病情，把患者吃進去的膠囊送到病灶區(qū)域，達到只干預病灶區(qū)不影響其他區(qū)的定點、精準治療效果。

從“我國60歲及以上人口為2.6億人”的數(shù)據(jù)推測，老齡化居家養(yǎng)老市場已出現(xiàn)巨大需求。手機多源融合室內(nèi)定位技術持續(xù)跟蹤、管理患者的位置大數(shù)據(jù)，將更有效地管理包括高血壓、心梗在內(nèi)的患者。

即便患者在家中無人時意外摔倒，相關系統(tǒng)也可自動、即時輸出數(shù)據(jù)并上傳至醫(yī)院。這一技術可納入精準醫(yī)療及護理，實現(xiàn)病人診室導航、設備跟蹤管理、養(yǎng)老院內(nèi)老人的護理及時呼叫、醫(yī)護流程管理等。

龔健雅表示，除記錄位置，定位數(shù)據(jù)還可記錄人的姿態(tài)。大部分疾病都有一定潛伏期，而人們對于生病的反應多數(shù)是遲鈍。當下國內(nèi)年輕人得腸癌更多是因為自己發(fā)現(xiàn)病情時間太遲，直到大出血才去看病，而非發(fā)現(xiàn)自己在衛(wèi)生間逗留時間異常后即刻去看病。

相比之下，連續(xù)位置大數(shù)據(jù)能記錄人在衛(wèi)生間的常規(guī)時間與異常時間，提示一定拐點和時間節(jié)點，做到及時診斷、及早防治。

他認為，在疾病與生態(tài)環(huán)境關系中，遙感大數(shù)據(jù)分析至關重要。同時，難點也十分突出，室內(nèi)導航定位可以精確到厘米、分米和米，而人體精度要求更高，一般需要精確到毫米；人體內(nèi)部機構非剛性，不論是成像系統(tǒng)進入還是導航定位都比較困難。

“遙感信息技術在醫(yī)學領域大有可為。”中國科學院院士、中國工程院院士、武漢大學人民醫(yī)院醫(yī)學遙感信息研究院名譽院長李德仁表示，“遙感是用科學方法診斷地表特征，醫(yī)學是用科學方法診斷器官和體表特征，二者密切相關?！?/p>

遙感技術聯(lián)合計算機信息技術，可將醫(yī)生視覺分辨率有限的人眼升級為“火眼金睛”和“千里眼”，很多醫(yī)學操作技術如心臟介入手術，借助遙感三維定位系統(tǒng)得以順利完成。

對醫(yī)生而言，遙感信息技術“加持”能避免手術過程中對神經(jīng)和血管的誤傷和嚴重并發(fā)癥，實現(xiàn)個體診斷和治療更清楚、更準確、更高效。醫(yī)學與遙感攜手共進、強強聯(lián)合，產(chǎn)出世界一流融合創(chuàng)新成果，有望解決更多關鍵的生命健康難題。

（武漢大學人民醫(yī)院供圖）

來源: 科技日報