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四川这家医院发现无接触式检测新冠病毒新方式 最快可3秒出结果

四川这家医院发现无接触式检测新冠病毒新方式 最快可3秒出结果
2021年02月25日 08:48 新浪网 作者 红星新闻

  2月中旬,SCI专业期刊《Journal of Raman Spectroscopy》刊发上线了四川省肿瘤医院、四川省放射肿瘤重点实验室医工团队的论文,以“拉曼光谱”和“人工智能”结合,首次探索区别于传统新冠病毒核酸检测、抗体检查方式以外的第三种无接触式检测方式。

  该方法对新冠患者检测准确率达93%,能够在3秒左右获得结果,可作为新冠病毒核酸检测方法的补充,具有速度快、成本低、可操作性强等特点,为全球抗疫相关专业人士提供了新的思路。

↑探索“无接触式”新冠病毒快速筛查技术

  探索更高效的方式——

  “无接触式”检测新冠病毒

  “在2020年疫情爆发之初,基于当时的检测技术,面对未知病毒,快速、准确、高效地检测存在一定困难。”四川省放射肿瘤重点实验室研究人员尹刚解释说,新冠肺炎属于具有巨大筛查需求的传染性疾病,疫情初期作为新冠筛查的核酸检测技术尚不完善,且存在样本需要暴露、成本较高的情况。四川省肿瘤医院的医工研究团队提出,“能不能探索一种新的更高效的检测方式?” 

  团队正在重点研究的“拉曼光谱分析法”进入大家的视野。

  什么是拉曼光谱分析法?

  拉曼光谱,是一种散射光谱,因印度科学家C.V.拉曼所发现的拉曼散射效应而得名。拉曼光谱分析技术,则是一种探测分子对光的散射效应的技术,能够获取目标区域的分子键信息,应用于分子结构研究的一种分析方法。

  建立人工智能模型——

  对患者血清样本进行拉曼光谱分析

  那么,拉曼光谱分析法,又是如何与人工智能结合的呢?

  尹刚解释说,在获得成都市科技局科研立项后,实验室与成都市公共卫生临床医疗中心合作,基于新冠病毒核酸检测这一金标准的结果,对血清进行拉曼光谱分析,然后建立人工智能模型。简单地说,就是让人工智能模型学习新冠肺炎患者的血清光谱是什么样的,建立一个数据模型,相当于学习库。此后,设备就可以对其他采集的血清样本进行光谱分析,来初筛其是否是新冠肺炎患者。

  尹刚说,作为金标准的核酸检测方法,需要在相应等级的专业实验室、由专业技术人员进行,要进行灭活、提取核酸、扩增和分析测序,整个流程需要数个小时。

  而使用拉曼光谱和人工智能的“合力”,只需要对储存在冻存管中的少量血清样本进行光谱分析,无需暴露,且分析时间短,用时仅3秒钟左右。根据目前的实验数据样本量的结果,准确率在93%左右。

  ↑探索“无接触式”新冠病毒快速筛查技术

  “同时,拉曼光谱分析方法,分析对象是血清,只需要在患者做血常规检查的时候,增加一个步骤就可以完成,而血常规检查,是绝大多数医疗机构开展的基础性检查。”尹刚说,这一优势体现在可以在医疗机构进行常态化初筛,针对阳性对象,再使用核酸检测金标准进行确认,可以大大节约成本、提高效率。“可以为疫情大量爆发的国家和地区提供新的思路。”尹刚说。

  论文发表意味获得认可——

  将为疾病诊断、筛查提供全新思路

  历时一年,SCI专业期刊《Journal of Raman Spectroscopy》于2月中旬发表了该探索技术的论文,这意味着,这一思路获得了国际同行的认可。

  但这并不意味着此项技术可以立刻应用到临床。尹刚说,理论研究如果要真正应用到临床,还需要更大样本量的测试。

  实际上,在目前国内核酸检测技术的进一步提高、费用降低,新冠肺炎疫情的有效控制,拉曼光谱真正应用到临床的必要性不大。

  但,这是一种思路的进步。

  “拉曼光谱分析技术,本身是很成熟的技术,但在医学领域的应用还有待完善,也是拉曼光谱的重点发展方向。”尹刚说,例如,目前全球可查询到的相关论文可以发现,拉曼光谱分析技术已经在乙肝、登革热、阿尔茨海默症、肿瘤等疾病诊断方面进行探索,拉曼光谱分析的对象,也不止是血清样本,还可以是唾液、尿液、人体分泌物甚至是活体组织。

  ↑探索“无接触式”新冠病毒快速筛查技术

  尹刚说,其所在的实验室正在致力于研究,利用拉曼光谱技术来进行肿瘤筛查,“比如说,传统的肿瘤切除手术,判断是否切缘干净,需要在手术进行过程中做病理活检,等待40分钟才能出结果,而用拉曼光谱分析,可能只要几秒钟。”尹刚说。

  四川省肿瘤医院科技部部长、肿瘤预防研究中心主任万绍平教授说,四川省肿瘤医院既拥有大量医学专业技术人员,也拥有电子科技大学肿瘤医工研究院、放射肿瘤学四川省重点实验室等科研平台,还拥有丰富的肿瘤患者 “临床大数据”。“就专利技术来说,2015年前,我们医院仅拥有13件专利技术,截至2020年底,增加到321件,平均每6名员工拥有1件专利。”万绍平说,这些专利技术中,已经有不少进行了专利转化应用,推广到临床。

  红星新闻记者 于遵素   

  编辑 于曼歌

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