【精辟帖】纳米、航空、5G 医学跨界融合才是成长将来

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中国科学院院士、清华大学物理系传授范守善：

在汗青上，有好多重大的物理学发现最终都转化为医学应用。好比1895年发现的X射线，在1907年被转化为医学X线拍照和后来的CT机。1896年发现的元素放射性和1929年发现的正电子，最终转化为治疗癌症的质子束和伽马射线以及正电子发射断层成像（PET）。还有电子和核的自旋及其测定方式，是核磁共振成像的理论根蒂。现在，人们也期盼着近些年物理学范畴成长敏捷的纳米科技，能在将来普遍用于医学范畴。

1996年碳60的研发者曾获得诺贝尔化学奖，2010年石墨烯的发现者获得诺贝尔物理学奖。能够说纳米碳材料是纳米科技成长的主要启动者和持续鞭策力。今朝，若何使纳米碳成为有效的材料，就成为全球学者面临的配合挑战。好比借助碳60接收紫外线和氧化还原的能力，它已被用于防晒霜和防菌材料。此外，借助可包覆金属原子的特征，它正成为靶向药物新的载体。

碳纳米管是由石墨片卷曲形成的无缝管构造，直径约为10纳米，它具有超细、高强度、高韧性、重量轻、生物兼容性好等特点。在医学范畴已被测验用于脑电极材料和可植入器件的导线。

我们的研究团队将碳纳米管制成网状薄膜后，发现它能够成为具备导电、抗侵蚀、高通透性、生物兼容性好的柔性高效过滤膜。它或许能够制成纳米催化剂的载体、柔性加热器、可寻址加热器阵列（统一块薄膜上，分歧位置分歧可控温度）、生物兼容的高效过滤膜等。将其用于耳机振膜，可显着提高音质。它精巧的力学机能可知足柔性器件要求。碳纳米管薄膜能够使触摸屏的制造工艺更为简洁，同时用碳庖代罕见金属铟，在建造过程中加倍节水、节能，削减排放。

能够说碳纳米管薄膜具备好多传统材料所不具备的长处，它在医学范畴必然可以有更大的用武之地，是以我们也期盼和更多医学专家碰撞，探寻碳纳米材料在医学范畴的应用。

中国科学院院士、国度纳米科学中心主任赵宇亮：

相对于传统药物，纳米药物具有好多长处，好比轻易进入细胞，构造革新轻易，毒性可调，水溶性可调，多功能，靶向性更轻易，药效调节轻易等。是以我们测验将金属粒子包裹在碳纳米粒子中，形成纳米药物用于肿瘤治疗。

在研究过程中，因为身体不适，我曾到北医三院看病。其时正好在纠结纳米药物并不克直接损坏肿瘤细胞这件事，很偶然地和一位心血管大夫聊起这个话题，他说：“为什么必然要杀死肿瘤细胞呢？”这句话一会儿点醒了我，治疗肿瘤未需要覆灭它，让患者和肿瘤和平相处也是能够的。

后来的动物实验证实，我们设计的纳米药物借助它多靶点的特征，能够改变肿瘤组织微情况，在肿瘤外观形成较厚的纤维层，从而按捺肿瘤的转移和生长，并降低肿瘤抗药性。在治疗的过程中，纳米药物即不会直接杀伤肿瘤细胞，也不会影响正常组织，因而具有低毒性的特点。同时，优异的穿透机能，使得纳米药物可以穿过肿瘤四周组织，达到肿瘤深部位置，影响肿瘤干细胞。

此外，我们也研究可以在血管中定向阻断肿瘤血供的纳米机械人，进展这些研究可以为医学立异带来一些纷歧样的思路。

北京大学信息科学学院传授黄铁军：

人工智能的敏捷成长将深刻改变人类社会生活，改变世界。医疗是新一代人工智能重大科技项目立异应用非常主要的一个偏向。人工智能是以机械为载体的智能，相对于人类智能和动物智能，它属于机械智能。若是用最简洁的话来形容，它就是“智能为用，进修为魂，机械为体”。从1956年达特茅斯会议开启人工智能研究范畴以来，人工智能研发履历了潮起潮落，直到近些年才起头快速成长。从1997年的“深蓝”夺冠，到后来的深度进修、“沃森”夺冠、谷歌大脑、人类大脑规划、IBM神经芯片等，一个个事件接踵见证了人工智能的成长。

我们团队也一向致力于人工智能的索求。此进步行的灵长类视网膜神经节细胞的仿真研究，制品不光可以重现视觉功能，并且因为是全时编码，能从神经脉冲中重构随意时刻的影像。

瞻望将来，人们展望大脑神经解析需20年摆布完成，电子大脑20年摆布超越人类，而可以视听感知、自立进修、天然交互的强人工智能在2045年或者会显现。

中国科学院院士、北京航空航天大学常务副校长房建成：

中国高端医疗仪器严重依靠进口，而医工交叉是鞭策医疗仪器研发的必由之路。事实上，好多高端机械设备能够转化用于医疗仪器。

北航在20世纪90年月由张启先院士研发的国内第一套带有移动导轨的双七自由度机械人手（臂）系统，被用在天宫二号、嫦娥四号上，我们将它转化用于医疗机械手。王田苗传授与水师总病院合作研发的脑外机械人，已实施上万例手术；与北京积水潭病院合作研发的骨科手术机械人，现已能开展高难度的上颈椎畸形手术；还有与北京同仁病院合作研发的眼科手术机械人。现在文力副传授等第三代机械手臂研发专家，正在研发仿生软体机械人——软体章鱼触手机械人，将来或许也能用于医学范畴。

北航赵沁平院士的虚拟实际手艺，曾经用于模拟60周年国庆阅兵、军事匹敌推演等。他们与北京协和病院的专家合作，将这项手艺研制为可交互的人体数字器官和虚拟手术..，成为转化医学国度重大科技根蒂举措的构成部门。

北航用于飞机制造中钛合金大型复杂构件制造的3D打印手艺，现在也用于人体器官制造中，如婴幼儿气管软化的胶原基支架、各类器官或修复假体等。

此外，北航的医工交叉立异实践还有空天医学（研究航空情况对人生理心理行为的影响等）、医学分子影像、脑机智能手艺、外骨骼机械人、极弱磁测量及医学应用等。

总之，新时期的医学立异需要工程科学的撑持，这能够很好地鞭策我国高端医疗仪器研发。

中国信息通信科技集体有限公司副总司理陈山枝：

跟着5G的光降，我们的生活将会发生伟大转变，移动数据买卖将呈爆炸性增进，会有海量终端保持到移动收集。5G的传输速度会是如今的10~100倍，时延为毫秒量级，保持设备的密度是如今的1000倍，流量密度是如今的1000倍等。是以，超高清视频、浸入式游戏、全息视频、智能物流、聪明城市、主动驾驶等，都邑逐渐走入我们的生活，这个中聪明医疗将是5G应用成熟阶段的主要应用范畴。

现在在医疗范畴存在不少难题，如医疗资源分布与负载不平衡、医疗水平差距大、患者看病难体验差、看病贵等，都有或者借助5G获得改善。对大夫而言，借助5G，病院的诊断、查房、会诊、教授、手术能够长途实现，从而打破地区距离的限制，鞭策分级诊疗和双向转诊。从患者的角度看，移动支出、网上预约、网上门诊等，可节约时间金钱，获得更好的就诊体验。

当然，未来会有更多医疗信息办事商、移动运营商、小我终端厂商、软件厂商进入聪明医疗范畴，从而催生出更多新的细分范畴。据估算，到2035年由5G手艺鞭策的全球医疗市场发卖额将跨越1.1万亿美元，占全球5G经济规模的比例不低于9%。

总之，尽管今朝“5G+聪明医疗”仅是小规模的专网试验和示范，离真正的实用还有很长一段路要走，但能够预见的是，它将周全改变传统的医疗模式，有效解决现有医疗办事中存在的问题和挑战，实现高效的医疗资源集成和共享方针，扶植完整的区域医疗信息共享和协同系统。

（文/本报记者郑颖璠整顿）