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范国鑫:用创造发明光大医工结合的同济传统

发布时间:2018-03-16 09:59:27 点击次数:768

      在人才济济的医学院,有这样一位90后励志之星,他拥有发明专利11项,参编专著1本,发表SCI论文40篇,获国家级奖5项,市级奖11项,所研发的新型定位导航系统获FDA批准应用于临床,一年内已帮助了全国多家医院的1000多例患者减缓病痛。这项发明最近还获得全国挑战杯二等奖、陈嘉庚青少年(发明奖)一等奖。7年学医之路,他用创造发明向以医工结合立校的母校致敬,走出一条服务临床、造福患者的科技创新之路。他就是2016级同济-哈佛大学联合培养博士研究生——范国鑫。

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参加亚太脊柱微创年会

      医者的本能是为病人减轻痛苦
      5年前,范国鑫在大学读本科时,开始跟着导师贺石生教授在第十人民医院临床实习与课题训练。他的导师是国内较早开展脊柱微创手术的著名专家,手术经验非常丰富。
      跟着导师上手术台,是临床医生职业生涯的必修课。一场与导师手术之后的对话,让范国鑫至今难忘。
      那是一名只有20岁出头的腰椎间盘突出症患者,是杉达学院大三的学生。局部麻醉过后,当医生寻找合适的路径经过骨头到达病灶点时,磨骨的疼痛让他呼吸急促,脸色发青,实在忍不住开始大声叫痛。时间一分一秒流逝,手术台上的呼喊愈发响亮。面对这不可回避的过程,范国鑫一把握住患者的双手,注视着他的眼睛坚定地安慰道:“你和我年龄相仿,我非常理解你的痛苦。再坚持一下,马上就好了!”
      一个多小时以后,病灶点被成功拿除。脱下手术服的范国鑫心情却难以平复。他想起同样是一个月前,一个20岁的年轻女患者,是华师大的大三学生,在手术台上同样的哭喊。从手术安全起见,腰椎内镜微创手术往往是局部麻醉,病人意识清醒,分不清是手术疼痛还是心理恐惧,年轻病人对疼痛的耐受度比较差。
      本想向导师祝贺手术成功,而导师紧蹙双眉发出耐人寻味的一问:让病人吃那么多苦头,这样的手术还算成功吗?
      这句话多年来一直盘桓在范国鑫脑海里,让他一直思考,为医者的本能就是为了减轻病人的痛苦。而他也从导师那里领来第一个课题:能不能发明一种更有效地进入病灶点的定位器,所受阻力更小,比手还要精确?
      20岁的范国鑫,初生牛犊不怕虎,带着导师布置的任务,一心一意地去开展脊柱微创手术的精准定位研究。这一做就是三年。
      研发之路何谈容易。彼时的范国鑫刚刚大三,一无丰富的临床经验,二无扎实的工科背景,幸运的是他在以医工结合立校的同济大学。在学弟的介绍下,他结识了机械工程与能源学院的同学洪浩,两人一起,以参加校内“挑战杯”项目的形式开启了创造发明之旅。范国鑫一面恶补临床知识,另一面苦学工学难点,在连续3年的研发过程之中,他每周都要与洪浩探讨项目难点和突破点。无数次讨论与推翻,建模与画图,两人经常熬至深夜,互相望着彼此发红的双眼,范国鑫表示自己“连累了”洪浩,可是洪浩却“被这种孜孜以求的钻研精神感动”,在定位器的迭代设计上和制造工艺上给了很多专业意见。
      借助第十人民医院的科研平台,范国鑫得以在遗体上展开应用研究。初代定位器没有考虑到安装的便捷性,实验没有达到预期的效果。在经历了一次次设计优化后,定位器距离临床应用的脚步也越来越近。
      医学创新,临床转化是关键
      从发明到临床,没有捷径可以走。范国鑫发明定位仪靠的是创造力和坚忍不拔的毅力,而临床到市场还有很长的路要走,他说这段路走得最为艰难。
      根据球心到球面任何一点的距离都相等的原理,第三代定位仪使用的是球形“手臂”,这样配合滑动连接的升降杆,可以更精确地穿刺定位。而这种可拆卸可组装的设备完成了临床认证进入到生产环节时,范国鑫几乎被“撞得”头破血流。
      当他手里握着几张授权专利,拿着图纸和说明书去找厂家生产时,他发现,上海居然没有一个厂家可以帮他生产。他前后跑了7、8家医疗器械生产厂家,别人的答复要么是做不了,要么是不想做,在没看到可靠的市场前景之前,谁都不愿意把宝押在一个初出茅庐的年轻人身上。这让范国鑫伤透了脑筋。
      他将结果和困难向导师如实相告,关键时刻还是导师出面帮他联系了苏州一家设备生产厂家,同时还指出定位器在临床中碰到的具体问题。有了厂家愿意生产,项目研发突飞猛进,1个月设备就诞生了,再经过几个月的调试与改良,最终定位器注册了我国一类医疗器械。拿到医疗注册证书的那个晚上,范国鑫激动地难以入眠:一想到定位器即将更多造福于患者和医生,所有的奔波和汗水都是值得的。
      终于,经过了多部门审批,第一代定位器终于得以在临床使用。“那是一位40岁左右的男性腰突患者。”范国鑫回忆,手术之前我们进行了充分的病理分析,也与患者做了充分沟通。定位器的使用改变了传统手术依靠X光射线反复确认病灶点的模式,在定位中大显神通,医生在其协助下一针到位,原本需要1个小时完成的手术缩短为40分钟,大大减轻了病人的痛苦。而医护人员和病人也避免了很多X光辐射。手术完成后,范国鑫心情激动,他最大的心愿是假如手术必须得做,那就完善这款定位器,让病人在手术中少吃苦头或者不吃苦头。

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定位仪手术应用

      在接下来的1年多的时间里,定位器开始在第十人民医院临床应用并总结使用规范。“现在我们在开展脊柱微创手术的培训,让其他省市的医生更容易掌握定位器使用技术。”据了解,定位器产品已获得相关一二类医疗注册证书,发往上海、湖南、江苏、广东等各个省市知名医院,已累计帮助一千多名患者减轻了病痛,减少了医患双方30%的辐射暴露。
      而在海内外各大骨科学术会议上,如南非、法国、日本、韩国、美国,也出现了定位器的身影。其中中华医学会骨科年会开展了大型定位器专场卫星会,定位器引发与会学者、临床医生的广泛关注与讨论。范国鑫还主持了2017年世界骨科创新大会并发表《新型同心球定位导航系统在脊柱微创的手术应用》报告。
      最大的愿望就是做名好医生
      学了多年的医科,范国鑫坚定地认为现代医学的发展依赖于技术革命的飞跃。人们从一开始有病求助神灵,到靠经验吃药,再到显微镜下发现微生物,到对疾病认知达到分子水平,到目前利用导航来做手术都是技术进步的结果。与导师多年上手术台的经验告诉他,微创手术创口小、病人痛苦小恢复快,是将来外科手术的方向。但微创手术对医生的技术及设备的要求比传统手术高,他觉得未来的微创手术应该是计算机智能和精准影像识别技术的结合。
      “逻辑的东西要比人靠谱。未来的手术就是要让机器读懂手术信息,让手术更智能化。”范国鑫说,之所以同一种病,不同的医生做手术结果会不一样,是因为人的手感千差万别,做到精准要积累很多经验,而机器智能识别优于前者。
      除了定位器,他还发明了一种脊柱微创手术用的固定装置、一种椎间孔镜导向穿刺硬针系统、一种实验动物麻醉用辅助装置……这些发明都已获得国家授权专利。

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参加中意创新论坛比赛

      “上海市市长提名奖”“明日科技之星”、陈嘉庚青少年(发明奖)一等奖、“上汽教育杯”特等奖、全国优秀青年医师论文第一名……奖杯、奖状纷至沓来,他说,自己更关心的是让发明更好更快更廉地为患者服务,做一名“执柳叶刀镌刻仁心,于脊梁骨谱写仁术”的出色外科医生。


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