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發(fā)布時間：2024-06-26
“我們想做的事，不能等著國外做了我們再去做，我們要搶先，就要找優(yōu)秀的團隊一起合作。”
帶著不斷追求卓越的信念，國際著名膝關(guān)節(jié)外科與運動醫(yī)學專家余家闊教授于去年年末加入清華大學附屬北京清華長庚醫(yī)院（以下簡稱“清華長庚醫(yī)院”）。作為在運動醫(yī)學及醫(yī)工交叉領(lǐng)域耕耘近四十載的頂尖專家，余家闊教授的到來對于清華醫(yī)學的發(fā)展將起到非常重要的推動作用；而清華大學在國內(nèi)理工科領(lǐng)域的一騎絕塵，這些理工科優(yōu)勢學科與骨科、運動醫(yī)學的強強聯(lián)合，亦將引領(lǐng)整個學科的發(fā)展邁上一個更高維度、更為廣闊的臺階。
在余家闊看來，醫(yī)學和工科就像是運動醫(yī)學的兩條腿，唯有雙腿都健碩，方能走得更遠更穩(wěn)。
眾里尋他的彼此融合
作為膝關(guān)節(jié)外科與運動醫(yī)學領(lǐng)域的領(lǐng)軍專家，余家闊對于團隊的要求是，始終要做行業(yè)的引領(lǐng)者。而在他看來，對于未來醫(yī)療的引領(lǐng)，光靠臨床醫(yī)生是不行的，還需要眾多理工科領(lǐng)域的科學家、工程師們的加入，大家攜手并進，才能實現(xiàn)在醫(yī)療智慧化道路上的不斷前行。
清華在理工科領(lǐng)域的強大實力，使得其天然具備成為智慧醫(yī)療、精準醫(yī)學等未來醫(yī)學領(lǐng)域引領(lǐng)者的土壤。無論是人工智能、材料學，還是機器人研究、生命科學等，這些如今醫(yī)工交叉中的最熱門領(lǐng)域，清華都處于絕對領(lǐng)先的地位。
工科與醫(yī)學，就像很長時間都在尋覓著對方的兩個人。醫(yī)生想找尋合適的工科專家合作，工科專家亦是如是，但卻總是徘徊在難覓彼此的擦肩而過中。而隨著余家闊教授團隊的加入，卻似點亮了一盞燈，讓很多一直在尋尋覓覓中的清華理工科教授，頓生“驀然回首，那人卻在燈火闌珊處”的興奮感。
而在此之前，余家闊團隊便在先進材料、組織工程韌帶、骨性關(guān)節(jié)炎的治療等領(lǐng)域與清華有著多年的合作。比如正是依托于清華大學、華南理工大學在高分子3D打印、金屬3D打印方面的頂尖技術(shù)，才有了余家闊團隊在組織工程半月板領(lǐng)域的全球領(lǐng)先地位。
這一次的完全加入，正是在之前合作基礎(chǔ)上的全面升華。
▲清華大學附屬北京清華長庚醫(yī)院骨科與運動醫(yī)學中心主任 余家闊
“來這之前就一直與清華合作好多年，后來一看大部分的合作伙伴都在這里，想著不如大家離得更近一點，融合為一個團隊，成為真正的一家人，以便更好完成后續(xù)更大的、工程化的研發(fā)和轉(zhuǎn)化目標。”
清華長庚醫(yī)院則為迎接余家闊教授的加入專門新成立了骨科與運動醫(yī)學中心，在原先骨科的基礎(chǔ)上調(diào)整成為與大外科平行的獨立的臨床中心，與之配套成立的還有“清華醫(yī)學骨科與運動醫(yī)學研究所”，定位于集醫(yī)療、教學、體醫(yī)融合下的運動傷病診療、醫(yī)工交叉、產(chǎn)研轉(zhuǎn)化等為一體的骨科與運動醫(yī)學融合發(fā)展的高水平學科。
在聽到余家闊教授加入清華的消息后，很多清華理工科領(lǐng)域的知名教授紛至沓來，主動尋求合作。在余家闊加入清華長庚醫(yī)院的短短數(shù)月內(nèi)，骨科與運動醫(yī)學中心便吸引了多名特聘專家的申請加入。
在余家闊看來，清華的工科、生命科學等與醫(yī)學的結(jié)合，所帶來的強大優(yōu)勢，是國內(nèi)絕大多數(shù)院校所比擬不了的，這對于他們團隊在行業(yè)前沿的探索將是一個巨大的推動。
“我們目前正在推進的一系列工作，在清華做，要比在其他地方可能要快上至少三年時間。”
從醫(yī)工結(jié)合到奧運守護
而余家闊在運動醫(yī)學、醫(yī)工交叉領(lǐng)域的持續(xù)深耕與突出貢獻，正如我國運動醫(yī)學發(fā)展的騰飛一樣，是與奧運會的舉辦同步的。
2001年7月底，當時正在以德國海德堡大學免疫學系訪問學者身份在ATOS臨床中心留學的余家闊收到一份來自北京的郵件，發(fā)件人為時任人大副委員長的韓啟德院士，想聽聽從余家闊的角度來看，奧運會的醫(yī)療保障應(yīng)該注意些什么。就在那份郵件發(fā)出的前半個月，2001年7月13日，薩馬蘭奇先生宣布了北京成為2008年奧運會主辦城市，舉國沸騰，而接下來的奧運醫(yī)療保障就成了至關(guān)重要的事。
當時的德國在運動醫(yī)學損傷治療領(lǐng)域領(lǐng)先全球，1984年便在國際上率先開展了游離的人同種異體半月板移植。而就是這么一項那時候已在德國開展近20年的成熟常規(guī)手術(shù)，卻因為國外在相關(guān)移植產(chǎn)品方面對中國的封鎖，還未能在國內(nèi)開展起來。那時候不批準我們在奧運醫(yī)療保障中少量進口以防受傷運動員可能使用的理由是“因為生物安全原因，不能出口到中國”，可是半月板損傷和交叉韌帶斷裂作為運動員在訓練或比賽中最常見的損傷，相關(guān)產(chǎn)品如果不能突破，無疑會給數(shù)年后即將在我國舉辦的全球體育盛會的醫(yī)療保障具體到組織移植這一塊，蒙上一層陰影。為了不讓人“卡著脖子”，唯有自主研發(fā)。
在他們的幫助和指導下，余家闊學會了如何通過兔子活體手術(shù)，在頸椎上貼上力學傳感器，來觀察兔子模仿人低頭伏案工作狀態(tài)時，每個頸椎的力學變化等前沿技術(shù)操作，以便與X線片上頸椎的退變和骨贅比對分析，從生物力學角度探討長時間低頭伏案工作與頸椎病發(fā)病關(guān)系。這為其日后在醫(yī)工結(jié)合領(lǐng)域的持續(xù)探索打下了深厚的底子。也是從那時起，整合各行業(yè)最頂尖的團隊去一起合作并進成了余家闊在科研探索之路上不斷前行的一大法寶，助力其在醫(yī)工交叉領(lǐng)域持續(xù)深耕了37載歲月。
這些給了余家闊敢于接下奧運會醫(yī)療保障中有關(guān)組織庫產(chǎn)品研發(fā)重任的底氣，最終余家闊團隊不負眾望，他們研發(fā)的人同種異體半月板和同種異體骨-髕腱-骨產(chǎn)品分別于2006年、2007年獲批國家藥品管理局三類醫(yī)療器械注冊證，這兩款產(chǎn)品在北京奧運會前的順利上市，為我國體育健兒在2008年北京奧運會上的出色發(fā)揮提供了強有力的醫(yī)療保障。甚至有國家隊頂尖運動員前交叉韌帶斷裂后，接受人同種異體骨-髕腱-骨放生解剖四骨道雙束重建術(shù)后，半年內(nèi)就能在奧運開幕前滿血復(fù)活，再次恢復(fù)至運動生涯的巔峰狀態(tài)。
對引領(lǐng)卓越的極致追求
北京申奧的成功，使得中國的運動醫(yī)學迎來了其發(fā)展的黃金時代，而余家闊教授無疑是這一進程的重要見證者與推動者。自此之后，我國的運動醫(yī)學進入了高速發(fā)展階段，經(jīng)過無數(shù)運動醫(yī)學人的不懈努力，如今在學科實力上已經(jīng)可以和西方發(fā)達國家平起平坐，甚至在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了超前發(fā)展。
“我們現(xiàn)在正處于有可能引領(lǐng)國內(nèi)外運動醫(yī)學發(fā)展的關(guān)鍵時期，如何抓住這一契機非常重要。”
中國的運動醫(yī)學在1955年由我國運動醫(yī)學先驅(qū)、余家闊教授的博士導師曲綿域教授創(chuàng)立。1959年，曲綿域教授主持成立了我國首個運動醫(yī)學研究所并任第一任所長，余家闊教授之后成為該研究所的第四任所長。1959年和1960年，曲綿域教授分別完成了我國首例職業(yè)運動員半月板手術(shù)和膝關(guān)節(jié)交叉韌帶重建手術(shù)，當時無論是診斷還是手術(shù)技術(shù)，在國際上都處于非常領(lǐng)先的水平。此后因為種種原因，我國的運動醫(yī)學發(fā)展出現(xiàn)了停滯，斷代的中國運動醫(yī)學與當時國際先進水平的差距越來越大，幸而之后北京奧運的契機帶來我國運動醫(yī)學發(fā)展的飛速提升。
在余家闊看來，如今再次屹立于學科發(fā)展前沿的中國運動醫(yī)學，雖取得了一系列矚目的成績，但仍存在著諸多不足，必須要有居安思危的意識以及一顆始終追求卓越的心。
雖然，現(xiàn)在我們在運動醫(yī)學研發(fā)的人才和條件上正在逐步完善，但與國外在運動醫(yī)學新領(lǐng)域研究方面的超前理念以及新技術(shù)運用方面還存在不小差距，也未能形成體系化的未來運動醫(yī)學發(fā)展模式，這是目前我國運動醫(yī)學發(fā)展的一點隱憂。
“雖然我們的運動醫(yī)學發(fā)展了，但如果缺乏體系化地向前推進，將來可能會再次被落下，到時候再去追趕，就失去了引領(lǐng)的機會。”
余家闊提出，未來在關(guān)節(jié)外科、運動醫(yī)學傷病診斷等領(lǐng)域，將以全新的診療方法與模式展示在世人面前，其中標志性的就是人工智能診斷，這也是未來運動醫(yī)學中所不可或缺的。
▲余家闊教授給患者看診
余家闊認為，無論是在運動損傷的診斷，還是其輔助治療決策、治療用個性化醫(yī)療器械的個性化設(shè)計、個性化醫(yī)療器械的智能增材3D打印定制、術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中智能機器人手術(shù)和術(shù)后遠程智慧康復(fù)，幾乎所有運動損傷診療的全生命周期，如果沒有AI(人工智能)加持，一定會再次落后。正是因為對AI的重視，他在2020年之前就開始布局AI+醫(yī)療。今年4月，姚期智院士創(chuàng)立“清華大學人工智能學院”，余家闊教授成為該學院跨院系的教授之一，從事AI+醫(yī)療的相關(guān)工作。
作為膝關(guān)節(jié)損傷領(lǐng)域非常重要的一類疾病——前交叉韌帶斷裂的診斷和治療，基本可以反映運動醫(yī)學的整體發(fā)展水平。從2019年開始，余家闊教授團隊開始探索膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶斷裂的AI輔助診斷算法模型的開發(fā)，經(jīng)過三年多的努力，使得該AI輔助診斷軟件的準確率達到96%，這一診斷水準已經(jīng)可以達到放射科副主任醫(yī)師的水平，相比而言，目前國際上很多同類軟件的的診斷準確率還只有80%左右。
這是建立在大量的標準標注的膝關(guān)節(jié)MRI數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上的，現(xiàn)在該數(shù)據(jù)庫仍然在每天增長中，目前已有5萬多例的MRI影像，清華長庚醫(yī)院日常診療中常規(guī)給患者提供薄層MRI掃描影像，使數(shù)據(jù)庫的建設(shè)工作如虎添翼。正是因為該研發(fā)成果可不斷適應(yīng)不同醫(yī)院的MRI特色，并通過對多家醫(yī)院多中心影像的分割、建模和算法優(yōu)化，才有了現(xiàn)在的國際頂尖水平。
2021年11月初，在距離北京冬奧會開幕還有88天的時候，余家闊團隊研發(fā)的這一膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶診斷系統(tǒng)進入冬奧保障序列。因為當時冬奧會場地采取閉環(huán)式管理，醫(yī)生進場后需要兩周后才能出來正常工作，而這一產(chǎn)品在給運動員進行核磁共振檢查后，只需十幾秒就可以顯示出運動員是否存在韌帶撕裂的情況，為冬奧會的醫(yī)療保障工作做出了突出貢獻。
北京是歷史上首個同時舉辦過夏季奧運會和冬季奧運會的城市，而余家闊則是少數(shù)幾位全程參與這兩屆奧運會運動醫(yī)療保障的醫(yī)學專家。從2008年夏奧會攻克膝關(guān)節(jié)新材料瓶頸到2022年冬奧會引入人工智能診斷，恰是反映了醫(yī)工交叉領(lǐng)域科技的進步與時代的變遷。
給運動醫(yī)學插上智慧翅膀
在余家闊看來，與人工智能的深度融合，將使得運動醫(yī)學在將來向前再跨越一大步。
而清華作為全國人工智能領(lǐng)域的執(zhí)牛耳者，兩者的結(jié)合無疑是最美的相遇。在算法模型、文聲視頻以及ChatGPT等如今的人工智能熱門領(lǐng)域，清華都處于非常領(lǐng)先的位置。
“我們會在學校里找其他理工科的教授合作，也有很多人是主動找上門來的。大家一交流，在很多理念想法上一拍即合，便一起快速地合作推進。”
余家闊認為，未來的運動醫(yī)學一定是智慧化程度最高的醫(yī)學學科之一，在關(guān)節(jié)外科、運動醫(yī)學的診斷和手術(shù)中，將來都會有人工智能的參與。包括患者術(shù)后的康復(fù)，比如在患者膝蓋上貼個可穿戴傳感器，記錄其每天的步數(shù)、雙腳受力的差別、步態(tài)異常情況以及屈腿角度大小等數(shù)據(jù)，患者的主治醫(yī)生可以通過手機隨時查看這些數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)問題，保證術(shù)后康復(fù)效果，以及通過對運動員運動時動作的高速攝影分析，來判斷其康復(fù)的效果，并對其如何更好地提升成績提供建議，余家闊將其稱為“遠程智慧型康復(fù)”。
通過上述技術(shù)可以實現(xiàn)從診斷到康復(fù)全過程的升級改造，這是今年余家闊教授希望在其重點關(guān)注的關(guān)節(jié)置換、韌帶重建這兩大疾病領(lǐng)域所希望實現(xiàn)的。之后還將延伸至其他骨關(guān)節(jié)外科相關(guān)的傷病治療領(lǐng)域，使得運動醫(yī)學真正走向高端化發(fā)展之路。
除了人工智能，在其他理工科領(lǐng)域的碰撞亦是如是。在這樣的碰撞中，醫(yī)工交叉的結(jié)合點會越來越多。
“現(xiàn)在基本上我的每位學生所做的內(nèi)容，若是離開了工科的東西，感覺就沒什么新鮮了。”
▲余家闊教授帶隊查房
為了實現(xiàn)余家闊教授所設(shè)想的多學科交叉下，運動醫(yī)學和骨科的發(fā)散式、跨越式發(fā)展。清華大學集結(jié)自身的學科優(yōu)勢，為清華的骨科與運動醫(yī)學打造了融合眾多強勢學科的“黃金團隊”。在清華醫(yī)學骨科與運動醫(yī)學研究所，目前設(shè)有包括人工智能、手術(shù)機器人、生物力學、大數(shù)據(jù)和隊列研究、生物力學、個性化醫(yī)療器械研發(fā)等在內(nèi)的10個研發(fā)中心。將大多數(shù)清華的傳統(tǒng)優(yōu)勢學科中，可能與骨科、運動醫(yī)學會碰撞出火花的，都囊括了進來。代表著全球關(guān)節(jié)外科與運動醫(yī)學研究領(lǐng)域的頂尖水平。
“在這樣的頂尖平臺加持下，你可以想象未來我們可以飛得有多高。”
能在這樣的交叉融合中，推動一個學科的發(fā)展不斷邁向新的臺階，這源自一種廣泛的興趣，而這在余家闊看來非常重要。
這一點在余家闊上大學時就有著很好的體現(xiàn)，那時候除了學校規(guī)定要修的課程，其他的如文科、工科、農(nóng)科的講座，只要有時間余家闊都會去聽，他覺得這有助于自己跳出書本以及本學院知識的局限，去更好地思考。
開放創(chuàng)新與小心求證
也正是這樣的廣泛涉獵，冥冥之中讓余家闊與運動醫(yī)學結(jié)下了一生的不解之緣。1983年，我國運動醫(yī)學奠基人曲綿域教授在合肥講學，那時在安醫(yī)大讀書的余家闊被曲教授的講座深深吸引。雖然這時他還只是名大學二年級學生，但已堅定地相信運動醫(yī)學就是今后自己要鉆研的方向，并在多年后成為了曲綿域教授的博士研究生，將中國運動醫(yī)學的接力棒傳承下去并發(fā)揚光大。
如今來到了清華，給了余家闊廣泛興趣下的融合并進最好的土壤。他對于清華骨科與運動醫(yī)學的未來只有一個要求，那便是要做到行業(yè)頂尖。不僅是能處理運動醫(yī)學所有的常見傷病，還要能處理很多醫(yī)院的運動醫(yī)學處理不了的骨折、脊柱損傷等，從而達到比國外運動醫(yī)學更高的水準。
在廣泛的興趣下，找到令自己非常興奮的點，然后持之以恒地朝著既定目標去不斷努力。余家闊強調(diào)，興趣的背后是恒心和毅力，要能坐得住“冷板凳”。
“要耐得住寂寞，不要總想著出名”，這是余家闊的人生哲學。
2020年，余家闊團隊研發(fā)的全球首款男女性別全面差異性設(shè)計的半個性化人工膝關(guān)節(jié)獲批上市。該項目從2001年開始搜集數(shù)據(jù)到最后實現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化，總共歷時19年之久，其間因為設(shè)計專利保密，不能發(fā)表任何與項目研發(fā)相關(guān)的文章，整個研發(fā)團隊就這樣默默在背后堅守了近二十載；膝關(guān)節(jié)損傷的干細胞藥物治療亦是如是，從2003年項目啟動，至今已有21年時間，如今總算看到了研究成果即將轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的曙光，但到真正的產(chǎn)品上市用于臨床，估計至少還要5-7年的時間。
，為國內(nèi)第一例半月板移植的術(shù)者，余家闊卻在完成第21例半月板移植手術(shù)后就不再做下去了，這是令當時很多人所費解的。原因是那時余家闊看到國外半月板移植成功率的一組數(shù)據(jù)，十年后移植半月板的生存率為73.5%左右，雖然這個數(shù)據(jù)不算低，但也意味著十年后每100位進行半月板移植的患者中就有近30位需要重新手術(shù)，這是嚴謹治學的余家闊所不能接受的。于是他緊急叫停了他們團隊的半月板移植手術(shù)，就先做這21個，十年后效果好的話再做。雖然這期間，有國內(nèi)同行團隊做了數(shù)百例的，但余家闊還是不為所動。直至2022年，所有這21例患者的半月板移植手術(shù)都已超12年，隨訪結(jié)果顯示這些患者的半月板生存率高達94%左右，在目前整個國際上是最高的。有了這一令人振奮的結(jié)果后，余家闊教授才放心讓團隊將半月板移植手術(shù)全面推廣開，這一工作如今已經(jīng)寫入今年清華長庚醫(yī)院骨科與運動醫(yī)學中心的重點工作計劃了。
“醫(yī)學的探索，風險有時候難以避免，但我們必須要以嚴謹?shù)膽B(tài)度，將可能對患者造成的潛在傷害降到最低。”
開放融合同時不忘嚴謹求實，這是余家闊一直以來的治學態(tài)度和對團隊的要求。如今來到清華的他，要將這樣的精神繼續(xù)傳承與發(fā)揚。
“以最牛的人才去做最頂尖的創(chuàng)新，出臺最先進的診斷治療方法、研發(fā)最好的手術(shù)產(chǎn)品，這是我們的目標。”
如今，雖然距離余家闊加入清華僅半年有余，但在這里，學校和醫(yī)院的支持、與各學科專家的契合度，都讓他相信，未來清華必將帶來運動醫(yī)學的一場創(chuàng)新革命，將整個學科推至全新的發(fā)展高度，造福每一位民眾。
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