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50多年來，美國能源部生物和環(huán)境研究局醫(yī)學(xué)科學(xué)處將與能源有關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)的研究成果應(yīng)用于先進(jìn)的醫(yī)學(xué)研究?，F(xiàn)在，ORNL在先進(jìn)生物醫(yī)學(xué)技術(shù)（ABT）方面的研究項(xiàng)目真地將能源部物理、化學(xué)、工程、數(shù)學(xué)和基因組科學(xué)的驚人進(jìn)展結(jié)合在了一起。

這一進(jìn)展的核心是能源部國家實(shí)驗(yàn)室的制度，這種制度是作為美國獨(dú)特的科學(xué)設(shè)施和訣竅而成功地建立的。幾十年來，能源部所屬國家實(shí)驗(yàn)室都巧妙地將自由探索科學(xué)與學(xué)科項(xiàng)目管理平衡起來。這里描述的項(xiàng)目顯示出使生活變得更好與能源有關(guān)的研究的巨大潛力。昨天看來不可能現(xiàn)在作為顯示任務(wù)出現(xiàn)的一些想法，在不久的將來完全成為可能。

1993年以來，生物和環(huán)境研究局在醫(yī)學(xué)科學(xué)處內(nèi)部發(fā)起先進(jìn)生物醫(yī)學(xué)計(jì)劃。先進(jìn)生物醫(yī)學(xué)技術(shù)支持基礎(chǔ)工程研究，利用能源部所屬國家實(shí)驗(yàn)室的獨(dú)特資源和訣竅，開發(fā)創(chuàng)新性的醫(yī)療技術(shù)。先進(jìn)生物醫(yī)學(xué)技術(shù)研究支持解決高風(fēng)險(xiǎn)醫(yī)學(xué)技術(shù)問題的多學(xué)科、多機(jī)構(gòu)的研究項(xiàng)目。研究最終導(dǎo)致開發(fā)出醫(yī)療器械和醫(yī)療技術(shù)，這些醫(yī)療器械和技術(shù)轉(zhuǎn)讓給國家衛(wèi)生研究院進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)，或轉(zhuǎn)讓給工業(yè)部門進(jìn)行進(jìn)一步開發(fā)。

目前在先進(jìn)生物醫(yī)學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域的研究由以下項(xiàng)目組成。這些項(xiàng)目利用從核醫(yī)學(xué)、天文物理等得到的技術(shù)，提供改進(jìn)研究方法和治療的新工具，成果豐碩。研究項(xiàng)目的計(jì)劃建立在能源部其他計(jì)劃如國防、環(huán)境和物理開發(fā)出來的可用于醫(yī)學(xué)應(yīng)用的技術(shù)基礎(chǔ)之上。

1、人造視網(wǎng)膜

由多學(xué)科科學(xué)家組成的一個(gè)組正在開發(fā)的人造視網(wǎng)膜，可幫助患有視網(wǎng)膜黃斑退化（macular degeneration）和色素性視網(wǎng)膜炎的患者重新獲得有效視力。

研究目標(biāo)是為眼科大夫提供一種手段，利用這種手段眼科大夫?yàn)榛加幸暰W(wǎng)膜黃斑退化、視網(wǎng)膜炎和其他眼疾的盲人恢復(fù)視力。

隨著視網(wǎng)膜退化疾病的發(fā)展，眼睛失去更多的光感受器，即將視覺信號從眼睛傳送到大腦的細(xì)胞。能源部資助的科學(xué)家們瞄準(zhǔn)開發(fā)一種電子器件，將其植入眼內(nèi)后，能夠俘獲光信號，繞過損傷的光感受器，用電激勵(lì)富有生命力的視網(wǎng)膜層。

2、自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備

研究目標(biāo)是為醫(yī)生提供用于檢查眼睛的宇宙齡“望遠(yuǎn)鏡”?；謴?fù)視力，提高視力。更多了解早期眼疾和失明的癥狀。

天文學(xué)家使用“自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備”弄清穿過大氣時(shí)發(fā)生彎曲和畸變的星光。空氣擾動(dòng)對光的這一影響使我們看到星星的閃光。在人的眼睛里，疾病和視力問題也引起光線畸變，造成視力模糊。能源部資助的科學(xué)家正在開發(fā)用于觀測站自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)小的改進(jìn)型，這樣眼科大夫就能利用這一技術(shù)提高對病人的護(hù)理水平。從地面望遠(yuǎn)鏡看到的同一海王星圖像。左邊圖像是沒用自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備照的，右邊圖像是利用自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備照的。

波前傳感器和變形鏡是自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備中使用的兩個(gè)主要部件。波前傳感器分析有多少光被大氣擾動(dòng)畸變，變形鏡靈活（像娛樂室的哈哈鏡）在校正畸變的角度反射光線。

3、從星到視力

LLNL的Scot Olivier和他的研究組將利用微機(jī)電系統(tǒng)（MEMOS，微芯片機(jī)，有時(shí)比塵埃還小，同自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備連用）和自適應(yīng)光學(xué)設(shè)備（AO，可插入拍攝眼睛內(nèi)部的基照相機(jī)和外科顯微鏡中，提供高清晰度視網(wǎng)膜成像，用于診斷和外科應(yīng)用）設(shè)計(jì)、制造和測試臨床眼科儀器，實(shí)現(xiàn)視力矯正技術(shù)、診斷和治療引起失明疾病的革命化。常用儀器的能力提高后，驗(yàn)光技師、視網(wǎng)膜外科大夫和眼科大夫會從這些進(jìn)步中獲益。

除開發(fā)新的儀器外，該組還改進(jìn)臨床視網(wǎng)膜成像和視力矯正的方法。對成像進(jìn)行評價(jià)，制定造成失明疾病的診斷方案，測量對這些疾病進(jìn)行新治療有效性的方法和制定外科手術(shù)方案。對用AO獲得的視覺功能進(jìn)行評價(jià)，并與用新的視力矯正技術(shù)得到的結(jié)果進(jìn)行比較。最后，該組將研究實(shí)時(shí)、分子階段、視覺成像，包括癌癥和其他疾病的診斷在內(nèi)的新的應(yīng)用。

4、測試肺病

Swanson博士和他的小組正在研制一種更快速、更敏感用于探測肺病的專用工具，幫助減輕肺病的流傳，阻止肺病在全球的蔓延。

5、毛細(xì)血管中的血流動(dòng)監(jiān)視器

這一獨(dú)特的設(shè)備制成后，專業(yè)醫(yī)務(wù)人員就能夠從遠(yuǎn)處監(jiān)視血在組織、皮膚和器官中的流動(dòng)情況。

6、與癌癥有關(guān)的研究

這一研究項(xiàng)目始于九十年代中葉，已實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)。這一先進(jìn)的生物醫(yī)學(xué)技術(shù)正從能源部轉(zhuǎn)出到私營部門。如微懸臂生物傳感器的開發(fā)，這個(gè)靈活小型生物傳感器會使研究人員和專業(yè)醫(yī)務(wù)人員同時(shí)進(jìn)行幾十個(gè)蛋白質(zhì)和DNA檢測實(shí)驗(yàn)。

7、成像方面的進(jìn)展

與改進(jìn)核醫(yī)學(xué)成像有關(guān)的幾個(gè)項(xiàng)目目前處于研究的早期階段。

清醒動(dòng)物腦成像——BNL、LBNL和石溪分校正在開發(fā)小型移動(dòng)正電子斷層照相儀和核磁共振掃描儀，用于老鼠在不用麻醉劑情況下的腦成像。

用激光器制備放射形同位素——Wim Leemans和他的小組正在用激光束流制備核醫(yī)學(xué)用的同位素。

進(jìn)展中成像——Andrew Weisenbenberger和他的研究組正在開發(fā)一種新的設(shè)備，該設(shè)備能使增強(qiáng)成像技術(shù)用于清醒和有意識的小動(dòng)物上。

高能所科研處制作 內(nèi)容由侯儒成譯自O(shè)RNL網(wǎng)