这位莱斯大学教授开发了癌症检测技术

丽贝卡·理查兹-科顿她在30年的职业生涯中大部分时间都在开发技术，以帮助改善全球服务不足社区的医疗服务。她的成就包括：她发明了一种廉价的、电池操作的光学成像系统，可以检测癌前组织，无需活检来帮助预防口腔癌和宫颈癌。

Richards-Kortum是莱斯大学在休斯顿Rice360全球卫生技术研究所，正在为资源不足的医院开发负担得起的医疗设备。她的团队创建了一套低成本医疗设备NEST360公司新生儿工具包，以改善撒哈拉以南非洲的新生儿健康。

Richards-Kortum凭借其“对癌症检测光学解决方案的贡献以及在建立全球健康工程领域的领导地位”成为2023年的获奖者IEEE医疗技术创新奖章该奖项由IEEE医学和生物学会工程.

IEEE高级成员理查德斯·科特姆（Richards-Kortum）表示，这个奖项是她从未想过会获得的一项殊荣。

她说：“我对所有与我一起工作的优秀员工感到谦卑和感激。”。“这是一种荣誉，没有他们是不可能实现的，并延伸到所有人。”

寻找对医学物理研究的热情

理查德·科图姆（Richards-Kortum）从小就对数学和科学充满热情。当她还是高中生时，她想成为一名数学老师。但在她第一年内布拉斯加林肯大学她说，多亏了她的教授，她上了物理课，爱上了这个领域。

她决定主修物理，但在第二学期，她开始担心物理学家的工作保障。她和大卫·塞尔迈尔她曾担任该大学物理系的校长。他为她提供了一份在实验室做学生研究员的工作，让她放心。

她说：“我非常感谢他，因为他真的让我看到了研究和发展的世界。”。“我为他工作了两年，这彻底改变了我的生活。以前，我不知道大学教授做了一件叫做研究。一旦我发现了它，我就发现我喜欢它。”

1985年，她获得物理和数学学士学位，毕业后前往麻省理工学院作为一名研究生，她的目标是从事医学工程。1987年，她获得了物理学硕士学位，并被该学院的医学物理博士项目录取。

“作为团队的一员，为那些传统上没有得到我们现有卫生系统良好服务的患者提供护理是一种特权。”

她在迈克尔·费尔德麻省理工学院创始人激光生物医学研究中心开发用于疾病诊断的荧光和光谱学工具，以及用于成像的内窥镜和光学层析成像工具。Richards-Kortum与临床医生合作开发了此类工具。

“我学到了很多关于如何与临床医生合作的知识，”她说，并补充说，在研究中心工作有助于她“了解临床医生在护理患者时面临的障碍，以及技术人员如何通过更好的设备帮助改善医疗护理。”

1990年获得博士学位后，她加入了德克萨斯大学奥斯汀分校作为一名教授生物医学她在那里度过了接下来的15年，从事光学成像研究，旨在早期检测宫颈癌、口腔癌和食管癌。她指出，早期发现可以显著降低死亡率。

她于2005年离开德克萨斯大学，加入莱斯大学。

为服务不足的社区提供癌症护理

Richards-Kortum在2006年参加了贝勒国际儿科艾滋病倡议马拉维利隆圭的诊所。她说，这次经历改变了她的生活。

她说，在参观这些诊所时，最令她震惊的是，每个诊所的房间都装满了损坏的设备。这些进口机器无法承受马拉维的高温、灰尘和湿气，而且由于该国缺乏零部件和训练有素的技术人员，无法进行维修。

乔·兰顿（左）、玛丽亚·奥登（Maria Oden）和丽贝卡·理查德斯·科图姆（Rebecca Richards-Kortum）与一位新妈妈谈论马拉维布兰太尔查廷卡幼儿园正在使用的持续气道正压（CPAP）机器。

理查德·科图姆（Richards-Kortum）带着一个新的使命返回德克萨斯州：为服务不足的社区的诊所设计医疗设备，这些设备能够承受恶劣的气候条件，并且易于维修。她还想让学生参与这项工作。

为了帮助她的事业，她和同事Z.玛丽亚·奥登他也是一位生物工程教授，创立了Rice360全球健康技术研究所。该研究所的本科生和研究生开发负担得起的医疗技术，以帮助解决世界各地的健康挑战。

Richards-Kortum成立了一个由研究人员、医生和学生组成的研究所团队，设计一种可以检测癌前细胞的工具，以帮助预防口腔癌和宫颈癌。

癌前细胞在大小、形状或外观上生长异常，极有可能癌变。尤其是口腔和宫颈中的癌前上皮细胞可能会发展成癌症最常见的标志性上皮细胞癌前病变是其细胞核增大，根据美国癌症学会.

当癌前组织形成时，新的血管会生长，为其提供血液。由于红细胞中的血红蛋白吸收可见光，Richards Kortum的团队开发了一种光纤探针，可以产生新血管网络的图像。该工具还可以对上皮细胞及其细胞核进行成像。

高分辨率显微内镜（HRME）无需活组织检查即可提供有关人体细胞内结构的答案。该设备约为DVD播放器大小，装有一个475纳米镜、一个光学传感器和一个150毫米管透镜。一端连接着一个直径只有1毫米的柔性纤维束，里面有一个光源和一个数字CCD相机。光源为峰值波长为455 nm的蓝色LED。设备的另一侧是一根电缆，可以连接到笔记本电脑、平板电脑或智能手机。

为了给患者的组织成像，医生将局部对比凝胶涂抹在待测试的区域，然后将纤维束放在组织上。一些来自光纤的光从组织中反射回来，这些发射物通过镜子传输，并聚焦到光学传感器和管状透镜上。上皮细胞的图像被传送到笔记本电脑、平板电脑或手机上。HRME可以以每秒80帧的速度对该区域进行成像。Richards-Kortum报告称，该设备在95%的情况下都能正确识别癌前组织，基于人工智能的算法正在被纳入该工具，以进一步提高其性能。

Richards-Kortum说：“通过[使用该工具]，医生可以将核结构的变化与血管结构的变化联系起来，以确定是否存在大量癌前细胞。”。卫生保健工作者正在世界各地的诊所，包括博茨瓦纳、巴西和萨尔瓦多，使用HRME筛查宫颈癌、口腔癌和食管癌患者。

改善撒哈拉以南非洲的新生儿护理

2007年，奥登的Richards-Kortum和他们的团队开始开发技术，以改善撒哈拉以南非洲地区的新生儿保健和降低死亡率。

他们的第一项发明是为有呼吸问题的新生儿设计的持续气道正压（CPAP）仪。它由一个鞋盒组成，鞋盒内装有一个900克重的可重复使用的水瓶，水瓶与一个泵相连，通过水瓶将空气输送到婴儿的呼吸道。他们的CPAP机器于2014年商业化，目前正在35多个国家使用。

但她说，该工具只帮助解决了新生儿可能面临的一个健康问题。为了开发医疗设备以改善新生儿的综合护理，她和奥登帮助推出了新生儿基本解决方案和技术2017年，称为NEST360。该计划汇集了来自12个组织的工程师、医生、卫生保健专家和企业家，包括马拉维医学院，的伦敦卫生与热带医学院、和伊法卡拉卫生研究所.

该倡议开发了NEST360新生儿工具包。它包括17台机器，包括辐射加热器和保温箱，以帮助保持婴儿的体温；败血症和感染诊断工具；以及一个低功率注射泵，用于分配药物、液体或配方奶粉。该组织已经培训了10000名医疗专业人员如何使用这些工具包。

今天，肯尼亚、马拉维、尼日利亚和坦桑尼亚的65家医院和诊所正在使用这些工具包，这些工具包很快将提供给埃塞俄比亚的医院，官员说。

NEST360公司估计该试剂盒每年改善50万新生儿的生活。

Richards-Kortum说：“作为团队的一员，为那些传统上没有得到我们现有卫生系统良好服务的患者提供护理是一种特权。”。

EE与医疗保健之间的桥梁

Richards Kortum在得克萨斯大学任教期间加入了IEEE。

她说：“我真的很欣赏该组织对电气工程和医疗保健技术之间交叉性的思考方式。”。“IEEE一直是推动教师和学生在这一领域向前发展的重要声音，并以优先考虑公平的方式实现这一目标。”

她说，专业社交机会也是一个重要的好处。Richards-Kortum建议她的学生加入IEEE不仅是为了网络途径，也是为了专业发展和继续教育项目，以及分享和学习研究进展的能力。

这篇文章发表在2024年6月的印刷版上，名为“光学成像技术提供廉价、无需活检的癌症检测”