科学“捕手”： 用零磁医学和人工智能攻克世界难题

心脏也有磁场？“癌症之王”可以早筛？

杭州日报讯 心脏也有磁场？“癌症之王”可以早筛？今天要介绍的两位在杭博士后，有一个共同的代号——捕手。

来自杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院的张亚丹，“捕捉”人体心脏中极其微弱的磁场，绘制出三维磁图，帮助医生判断疾病。

来自阿里巴巴达摩院（湖畔实验室）的张建鹏，“捕捉”的则是CT图像中早期肿瘤的病灶，利用医疗AI模型检测，以实现多种癌症的早期筛查。

不同的人生轨迹和研究领域，两位博士后却有着共同的科研目标，利用科学技术，探索医学的边界，面向世界科技前沿、面向人民生命健康，不断向科学技术广度和深度进军。

“捕捉”极弱磁场看“心病”

1869年，英国人亚历山大·缪尔黑德把一个发热病人的手腕插到了电报记录机的线圈里，电报记录机画出了某种有规律的波形。这是人类首次记录下心脏的跳动。

如今，在钱塘江畔，有这样一群科研工作者，走在探查极弱磁场奥秘的前沿，引领一场新的医学变革。

博士后张亚丹就是其中一员。在这里，她首次开发了无创三维心磁图成像系统，并借助这项技术识别了复杂心律失常的潜在病源区，论证了零磁医学在心血管疾病无创诊疗领域中的重要价值。

万物都有磁性，心脏也不例外，不过它的磁性极其微弱，大约只有地球磁场的百万分之一。

零磁医学，正是基于超高灵敏极弱磁场测量技术，在接近零磁场的特殊环境中，从体外测量人体磁场的空间分布，重建出人体内部的磁源，呈现人体磁场的图像，从而得到心脏、脑部、神经等人体功能信息，帮助诊断疾病。

张亚丹专攻的疾病是心律失常，特别是复杂心律失常，如房颤。“目前房颤的普遍治疗方法是射频导管消融术，医生在手术时，用导管穿刺到心脏内部，一点点地标记心脏内的电活动，逐步找到要消融的位置，很慢且有创，也很难精准消除病源，术后容易复发。”

张亚丹在做的，就是在术前给医生“画”一张心脏功能的“导航图”。团队依托最新研发的心磁成像设备，在体外放置64个心磁测量探头，每个探头都会测量并传回这一区域的磁场强度。

有了数据，再经过算法处理，就可以得到一张心脏活动功能的三维成像图。

“红色代表这一块的电磁活动比较弱，就是心房基质差的区域，也是医生要重点关注的潜在消融区。”与心电图报告上见到的曲线不同，在她的电脑屏幕上，我们看到一张不断变化的三维心脏电磁彩图，可以反映心脏磁场的方向和强度。

有了这张图，医生在手术前能预判需要消融的靶点位置，提高手术成功率。

目前，这项成果正在多家三甲医院试验，张亚丹也收到了不少医生的反馈：“这项技术用于临床，将是巨大的变革！”

事实上，张亚丹和她所在的团队，所走的每一步都在往“无人区”深入。极弱磁大设施由中国科学院院士任首席科学家，建成后将成为世界第一、性能最高、空间最大的零磁空间，有望在零磁医学、量子信息等领域催生一批世界一流创新成果。

在“国之重器”和城市氛围的“磁吸”作用下，从清华大学博士毕业后，张亚丹来到杭州，并打算出站后扎根杭州。在这里，她可以尽情地探索科学前沿，推动成果走向临床和市场，“这是最实在的幸福感和成就感。”

算法专家用AI迎战“癌王”

病人躺下，做一个普通的胸部平扫CT，几分钟后，AI辅助医生识别多种癌症，再等待几秒钟，系统自动完成个性化医疗资源的对接……一些以往在电影中才可能发生的事情，正在成为现实。

癌症就像一列驶向死亡的列车，一旦加速就很难回头。有没有一种办法，能将病人从车上拽下来？面对极其隐匿且凶恶的“癌中之王”——胰腺癌，如何借力人工智能，实现肿瘤的早期、大规模、高精度检测？

早筛早诊早治疗，被公认为是最有效的癌症防治手段之一。达摩院算法专家张建鹏所在的医疗AI癌症诊疗全流程研发团队，就是基于“平扫CT+AI”技术实现多种癌症与慢病的早期筛查。

据介绍，2023年11月，达摩院发布了胰腺癌检测模型PANDA，该模型基于迄今为止最大的胰腺肿瘤CT训练集，成功从20530名病患的回顾性验证中发现了31例临床漏诊病变，其中包括2例早期胰腺癌病患，相关成果还发表在《自然·医学》上。

这一突破性进展，不仅在临床上证实了“平扫CT+AI”癌症筛查技术的可靠性，也加速其他医疗影像AI模型的研发与落地。

这项AI癌症筛查技术已经让患者受益。来自江苏的一名患者因咳嗽前往医院接受了胸腹部CT的检查，被AI识别为疑似早期胰腺癌。随后，医院安排其作进一步检查，确认了AI的判断，她接受了手术并成功康复。这一案例展示了AI技术以机遇性筛查的方式提高早期癌症检出率和降低患者经济负担方面的潜力。

目前，达摩院的医疗AI模型通过阿里云开放API调用接口，供医生体验和使用，并持续推动多中心的前瞻性验证。在浙江丽水，AI多癌早筛公益项目已在两家医院落地，为当地居民提供AI癌症筛查服务。

此外，“平扫CT+AI”技术同样也可用于急诊胸痛场景下的疾病筛查，通过综合分析、精准判断，助力医生提升诊断的水平和效率，及时挽救生命。

在张建鹏看来，这个方向非常有意义。“我从研究生时期就涉足这个领域，已经快10年了。我非常庆幸能加入这个团队，这让我有机会让我的工作从纯粹的科研转向更实际的应用，这对于我个人的职业发展和对医疗领域的贡献来说，都是巨大的转变。”