全球首顆！醫學遙感衛星將為人類健康帶來啥？

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科技日報記者 吳純新 通訊員 楊岑 胡弘

問診蒼穹，明年我國將發射一顆名為“武漢大學人民醫院健康號”的衛星，它也是全球首顆醫學遙感衛星。

8月16日，科技日報記者從武漢大學人民醫院新聞發布會獲悉，全球首顆健康研究領域的專用遙感衛星，“武漢大學人民醫院健康號”醫學遙感衛星（珞珈四號01星）將于2023年該院百年院慶之際發射升空。該衛星將以遙感技術賦能環境健康與智慧醫療研究，以融合創新助力健康中國。

探測影響人類健康環境因子

今年4月，武漢大學人民醫院與武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室、宇航科學與技術研究院達成合作，由3位院士領銜聯合成立“武漢大學人民醫院醫學遙感信息研究院”。作為全球首家醫學遙感信息研究院，上述衛星即該研究院推出的首個“遙感+醫學”融合科技創新成果。

“遙感對地觀測技術具備大面積、高時效與周期性等優勢，是探測影響人類健康環境因子的有效手段。” 武漢大學人民醫院副院長李平湘說。

健康環境監測是人民健康的重要保障。目前，環境健康指標監測多采用地面布點等方式進行監測，存在監測站點分布離散化、不均勻問題，環境監測數據缺乏空間連續性。同時，地面監測點前期建設成本高、后期維護任務重，難以在欠發達地區開展持續有效健康環境監測。

中國科學院院士、武漢大學宇航科學與技術研究院院長、武漢大學人民醫院醫學遙感信息研究院院長龔健雅介紹，國際對地觀測組織GEO發布《GEOSS全球地球綜合觀測系統》制定的九大社會服務（健康、災害、森林、能源、水體、氣候、農業、生態、海洋）中，目前唯獨缺失針對健康領域的專用遙感監測衛星，在數據源頭上限制了醫學與遙感信息領域進一步交叉融合。

他說，“武漢大學人民醫院健康號”醫學遙感衛星是全球首顆“遙感+健康”專用衛星。該衛星設計載荷重約50kg，裝備可見光高光譜相機、紫外相機等，兼具高光譜、微光、紫外等多模式，具有一體化設計、成像范圍廣、工作模式多、圖像獲取快等優勢，將重點圍繞中國，兼顧周邊國家，探測影響人類健康的環境因子。

據介紹，“武漢大學人民醫院健康號”醫學遙感衛星，其研發團隊具備“研制、測試、調度、處理”全鏈路能力和國際領先的多模式光學系統研制能力，預計2023年8月出廠、10月前發射。

龔健雅表示，面向環境健康遙感監測的國家需求與學科前沿，研制多傳感器載荷衛星平臺，將針對影響人類健康的“水-土-氣”環境要素探測設計載荷與選擇波段、突破高光譜環境遙感智能高精度反演監測關鍵技術，提升全球健康研究領域遙感監測能力，將健康、人口和環境數據聯系起來，實現在不同地理尺度評估和量化健康相關變量與環境風險因素之間的關系。

學科交叉融合必然大勢所趨

“醫學遙感信息研究院構設了‘遙感信息+現代醫學’發展初步藍圖，時空大數據將用于構建數字孿生智慧醫院，環境遙感與健康GIS大數據分析等相關研究與實踐已然開始。”武漢大學人民醫院黨委書記萬紅慧說，“‘武漢大學人民醫院健康號’醫學遙感衛星將為健康中國助力加油。”

李平湘認為，學科交叉融合是當今世界發展大趨勢。目前，心臟介入手術等很多醫學操作技術，借助遙感三維衛星定位系統得以完成。武漢大學人民醫院醫學遙感信息研究院旨在推動醫學與遙感信息領域交叉融合，搭建創新研究與轉化平臺，集合跨學科人才與資源，為人民健康保駕護航。

事實上，于“遙感+醫療”概念而言，武漢大學與武漢大學人民醫院的合作創新并非新鮮事。

龔健雅介紹，早在2019年，武漢大學計算機學院、人工智能研究院杜博教授團隊和測繪遙感信息工程國家重點實驗室張良培教授團隊，與武漢大學人民醫院放射科查云飛主任團隊協作，研發集早期篩查、病變評估、病灶分割功能和肺部及病灶像素分布直方圖等功能于一體的新冠肺炎CT影像智能診斷系統。

該系統提高新冠肺炎篩查速度與檢測精度，并向武漢大學人民醫院、意大利Humanitas大學附屬醫院等國內外醫療機構開放。這證實了遙感對醫學影像數據處理、分析、建模、診斷的作用。

邁出“智慧醫療”步伐，遙感信息技術與醫學交叉融合，在疾病的空間分析、精微導航定位、實時醫學圖像終端等領域合作前景廣闊。武漢大學不少從國外回來的專家教授紛紛入局。

該校從法國回來的羅斌教授正在與醫院團隊合作，研究體內微空間三維建模與病灶識別；從芬蘭回來的陳亮教授，一直研究體內微空間醫療機器人定位，制定人體內外結構參數，解決人體內精準導航控制，還計劃研究醫療機器體內外一體定位導航通信一體化芯片，可支持用聲音、磁場、陀螺、太赫茲等多種無線電信號進行融合定位等。

正因如此，基于醫療與遙感的融合需求，體內微空間建模與病灶識別、體內微空間醫療設備定位、健康GIS（地理信息系統）、醫學影像智能解譯等前沿領域，成為此次武漢大學醫學與遙感合作優先主抓的幾大方向。

遙感技術賦能醫療大有可為

未來，借助遙感技術對人體內空間進行精確三維建模與定位，手術機器人可根據導航進入身體內。

此外，醫生有望使用支持膠囊的精準導航控制，針對患者病情，把患者吃進去的膠囊送到病灶區域，達到只干預病灶區不影響其他區的定點、精準治療效果。

從“我國60歲及以上人口為2.6億人”的數據推測，老齡化居家養老市場已出現巨大需求。手機多源融合室內定位技術持續跟蹤、管理患者的位置大數據，將更有效地管理包括高血壓、心梗在內的患者。

即便患者在家中無人時意外摔倒，相關系統也可自動、即時輸出數據并上傳至醫院。這一技術可納入精準醫療及護理，實現病人診室導航、設備跟蹤管理、養老院內老人的護理及時呼叫、醫護流程管理等。

龔健雅表示，除記錄位置，定位數據還可記錄人的姿態。大部分疾病都有一定潛伏期，而人們對于生病的反應多數是遲鈍。當下國內年輕人得腸癌更多是因為自己發現病情時間太遲，直到大出血才去看病，而非發現自己在衛生間逗留時間異常后即刻去看病。

相比之下，連續位置大數據能記錄人在衛生間的常規時間與異常時間，提示一定拐點和時間節點，做到及時診斷、及早防治。

他認為，在疾病與生態環境關系中，遙感大數據分析至關重要。同時，難點也十分突出，室內導航定位可以精確到厘米、分米和米，而人體精度要求更高，一般需要精確到毫米；人體內部機構非剛性，不論是成像系統進入還是導航定位都比較困難。

“遙感信息技術在醫學領域大有可為。”中國科學院院士、中國工程院院士、武漢大學人民醫院醫學遙感信息研究院名譽院長李德仁表示，“遙感是用科學方法診斷地表特征，醫學是用科學方法診斷器官和體表特征，二者密切相關。”

遙感技術聯合計算機信息技術，可將醫生視覺分辨率有限的人眼升級為“火眼金睛”和“千里眼”，很多醫學操作技術如心臟介入手術，借助遙感三維定位系統得以順利完成。