本屆高交會上,中科院深圳先進(jìn)院攜260餘個項目參展,不僅有刷新了教科書的人類免疫細(xì)胞發(fā)育圖譜等原始創(chuàng)新成果,還有突破關(guān)鍵核心技術(shù)和面向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的成果,如世界上首款應(yīng)用於人體的最高頻率血管內(nèi)超聲成像系統(tǒng),我國首款具有寬溫域、低成本、長壽命的電芯產(chǎn)品等。該院科研人員告訴記者,深圳創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢結(jié)合的沃土催生了這些科研成果,期待未來能研發(fā)出更多更好更具創(chuàng)新性的技術(shù),引領(lǐng)世界醫(yī)療技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
在中科院深圳先進(jìn)院展區(qū),深圳先進(jìn)院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所所長助理馬騰研究員向記者介紹了這款最高頻超高清雙頻血管內(nèi)超聲成像系統(tǒng),「易損斑塊是指易於形成血栓或可能迅速發(fā)展成病變的不穩(wěn)定斑塊,該系統(tǒng)在未來獲批上市後,將成為首款超高清雙頻率血管內(nèi)超聲成像系統(tǒng),也將是應(yīng)用於人體最高工作頻率的超聲系統(tǒng),對易損斑塊特徵的研究及早期識別,對臨床評估心血管疾病風(fēng)險及制定高危患者的治療策略有重大意義。」
最高頻率血管內(nèi)超聲成像系統(tǒng)亮相第25屆高交會
性能參數(shù)最高 雙頻導(dǎo)管創(chuàng)新
血管內(nèi)超聲成像(IVUS)是目前受到國內(nèi)外臨床專家廣泛推薦的用於評估冠狀動脈粥樣硬化疾病的腔內(nèi)影像手段,被譽為冠狀動脈腔內(nèi)影像檢查新的「金標(biāo)準(zhǔn)」。2017年,IVUS系統(tǒng)提升至60兆赫,此後再無技術(shù)性突破,解像度始終受限,無法對易損斑塊進(jìn)行早期精準(zhǔn)識別,以及對支架放置策略進(jìn)行全面的評估指導(dǎo)。
針對這一重大疾病治療需求,2021年10月,中國科學(xué)院深圳先進(jìn)院醫(yī)學(xué)影像團隊擁有世界一流超聲全鏈條研發(fā)平臺,與深圳皓影醫(yī)療科技有限公司、國家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心組成聯(lián)合研發(fā)團隊,整合醫(yī)療器械行業(yè)資源,加速醫(yī)療器械領(lǐng)域創(chuàng)新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化,經(jīng)過多年的集中力量、協(xié)同攻關(guān),於今年11月成功推出了具有全球最高工作頻率的雙頻IVUS系統(tǒng)。
研究團隊正在對系統(tǒng)進(jìn)行測試
雙頻IVUS系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢有兩方面。一方面,針對傳統(tǒng)血管內(nèi)超聲圖像解像度受工作頻率制約的技術(shù)壁壘,研發(fā)團隊採用單晶壓電材料和全新?lián)Q能器匹配結(jié)構(gòu)設(shè)計理論,結(jié)合先進(jìn)的製備工藝攻克了超高頻超聲換能器這一核心部件製備的技術(shù)難點,成功研製了基於超高頻任意波形超聲收發(fā)電路系統(tǒng)。該系統(tǒng)中心頻率達(dá)到90兆赫,最高可達(dá)120兆赫,圖像解像度提高了近1倍。將極大提高經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(PCI)手術(shù)中放置支架後的特徵識別精度,改善PCI術(shù)後的治療效果。
另一方面,針對圖像解像度和成像深度兩者不可兼得的物理現(xiàn)實,研發(fā)團隊結(jié)合精密的封裝工藝和創(chuàng)新性的工程設(shè)計,在不改變導(dǎo)管尺寸的情況下,將兩種不同頻率的超聲換能器集成封裝在同一根導(dǎo)管的頭端,基於該導(dǎo)管的雙頻IVUS系統(tǒng)可通過一次採集,便能在同一位置同時獲取高分辨和大深度血管圖像。另外,該系統(tǒng)融合了先進(jìn)的人工智能算法,支持斑塊和支架的特徵識別,以及基於血管內(nèi)超聲成像圖像的血流儲備分?jǐn)?shù)自動計算,僅通過一次血管內(nèi)超聲成像檢查,便可獲得組織形態(tài)學(xué)和功能學(xué)評估結(jié)果,極大地提升了PCI手術(shù)的效率。
「超聲探頭就好比具有透視功能得攝像頭,我們原來單鏡反光機或者手機長期只有一個攝像頭,拍攝時焦點調(diào)節(jié)範(fàn)圍比較局限。這次我們不僅通過技術(shù)革新提升了主攝像頭的清晰度,而且通過微型封裝技術(shù)的突破,在同等的空間內(nèi)增加了一枚新的攝像頭,類似於特寫及聚焦鏡頭,在臨床診療中對於病灶既能看得更全面,還能看得更精準(zhǔn)」。馬騰如是說。
馬騰接受記者採訪
深圳讓一切成為現(xiàn)實
作為深圳市的「科研國家隊」,深圳先進(jìn)院充分發(fā)揮國家科研機構(gòu)能夠集中力量辦大事的顯著優(yōu)勢,結(jié)合深圳在科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的政策支持、制度保障和產(chǎn)業(yè)資源,全力打造「產(chǎn)、學(xué)、研、用」深度融合新範(fàn)式,不僅要解決「卡脖子」的技術(shù)難題,還要解決科技成果轉(zhuǎn)化的問題。超高清雙頻IVUS系統(tǒng)中關(guān)鍵核心部件的研製,即是依托馬騰研究員作為負(fù)責(zé)人所承擔(dān)的國家基金委重大科研儀器項目技術(shù)攻關(guān)的成果,通過技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和主動產(chǎn)學(xué)研模式的支撐走向市場。而生物大分子原創(chuàng)新藥「注射用AS1501」則是依托深圳市孔雀計劃「新一代單抗藥物創(chuàng)新團隊」陳有海教授團隊研發(fā)出來的。「注射用AS1501」是一種擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國家1類原創(chuàng)新藥,可有效阻止多種疾病導(dǎo)致的細(xì)胞死亡,可用來治療包括腦梗、心梗和肝炎在內(nèi)的常見病,是一個「廣譜」的抗細(xì)胞死亡藥。
「一個參數(shù)一款產(chǎn)品並不是最重要的,重要的是通過科研到醫(yī)療設(shè)備到臨床應(yīng)用的轉(zhuǎn)化過程,培養(yǎng)了一大批年輕的科研人才,通過他們的持續(xù)創(chuàng)新,將為中國醫(yī)療器械行業(yè)帶來更多更好更具創(chuàng)新性的技術(shù),而深圳的環(huán)境產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈資金鏈的配套,恰恰可以讓這一切可以成為現(xiàn)實。」馬騰說,「當(dāng)人才聚集培養(yǎng)起來以後,在中科院國家級大平臺上,在深圳創(chuàng)新沃土上,我希望在未來5-10年10-20年,我們真的可以做出一些顛覆性的醫(yī)療器械的產(chǎn)品創(chuàng)新,屆時中國的醫(yī)生的話語權(quán)也變大,中國的醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)包括診療標(biāo)準(zhǔn)都可以引領(lǐng)世界科技的前沿。」(記者 林麗青)
頂圖:雙頻IVUS系統(tǒng)成功完成在體大動物試驗。