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——访朗润医疗团队技术总监李旸先生
数字减影血管造影技术(DSA)至今为止一直被认为是脑血管成像的“金标准”,目前尚无任何检查(包括高场强MRI/MRA)对了解脑血管病变的准确度优于DSA。然而,长期以来,国内血管造影X射线机市场基本呈现出进口品牌独霸的情况。在很多患者心中,DSA是一个精准但昂贵的项目。
其实,国产DSA厂商也并非全军覆没,市场的需求不断推动着国内医疗器械企业加入到这一领域的研发之中,一家于2010年成立的医疗器械高新技术型企业已取得突破性进展,并引起了业界广泛关注。
上海朗润医疗器械有限公司是一家集科研、开发、制造、销售于一体的数字化医疗技术研发企业。成立以来,朗润团队以技术优势快速发展,在国外知名企业的包围圈中站稳脚跟,为国内数字化医疗技术的发展发挥重要的先锋作用。近日,朗润医疗团队技术总监李旸接受记者专访,分享他的研发理念与宝贵经验。
三维数字技术消除伪影问题
诊断脑血管疾病,常用的脑血管造影方法有三种:第一种是核磁共振机所做的脑血管造影(MRA),MRA的特点是无创,甚至不需要注射造影剂就可以完成,与核磁共振检查同时进行,但其分辨率是最差的,是一种基础的筛查方法;第二种方法是CT机所做的脑血管造影(CTA),也是一种无创的方法,只要患者无肾功能障碍,注射含碘的造影剂后就可快速完成,病人痛苦比较少,分辨率较MRA也有所提高,可以作为快速诊断脑动脉瘤的方法,不过清晰度仍然有限;第三种就是DSA技术,需要大腿根部股动脉插管进行,但DSA应用电子计算机技术能够将含碘浓度很低的血管影像增强,提高到肉眼能够见到的水平,同时将造影血管以外的组织影响消除,是最准确的脑血管造影方法,因此被称为是诊断脑血管疾病的“金标准”。在临床实践中,如果通过MRA或CTA检查,考虑有脑血管疾病的情况,特别是需要进一步治疗的时候,往往需要通过DSA检查最后明确诊断。
现如今,DSA作为医学影像学的高端技术,被广泛应用于血管疾病以及肿瘤的检查,也常常应用到介入治疗过程中,这就对DSA设备的安全性与准确性提出了更高的要求。
李旸领导朗润团队,针对常规血管造影成像设备展开了全面而详尽的调查工作。很快,他们发现了二维造影图像所难以克服的弊病。李旸介绍说,“常规的二维造影图像属于透视投影图,将血管的三维形态结构放大投影在二维图像上,病变血管与周围血管很容易出现相互重叠干扰的现象,影响正确的诊疗,而三维数字减影图像就可以有效解决上述问题。现阶段,常见的就是利用双能CT成像来实现。不过,这两类设备的结构和控制非常复杂,对于同一位置进行两次曝光会大大增加患者成像时接收的辐射剂量,而且两次曝光的时间间隔虽然短,但仍有可能存在运动伪影,并不能为医生的治疗过程提供最佳的影像支持。”
因此,朗润团队在血管造影成像技术领域的创新工作,就是以解决这些问题为起点展开的。经过了近半年时间的反复研究与磨合,李旸确定了利用光子计数探测器的技术方案,创新研发了一种数字减影血管造影成像方法,彻底解决了这一问题。
与双能CT成像不同,基于光子计数探测器的DSA设备在造影成像过程中,得到的高、低能量区间的光子计数不存在能量重叠问题,还能对相同成像位置的断层图像进行加权减影,由此即可得到清晰的断层减影图像,既不需要繁琐的操作,也有效减少了曝光剂量,降低病人受辐射的强度,提高了诊疗的安全性,为临床诊疗提供便利。
朗润与多家医院展开了合作,提供的 DSA 主流产品已经采用了数字平板为核心的影像链,开发出了成像更好更快的造影设备,如数字减影血管造影仪、X射线摄影仪、平板摄影仪、放射诊疗设备以及其他医学影像设备等系列产品,已经被广泛应用于全身血管疾病的判断和诊疗中,细分到各个临床科室,DSA技术可用于心内科、神经外科、肿瘤科、肝胆外科等科室的诊疗流程之中。
影像中心系统打通跨学科障碍
李旸十分重视一线医护人员的意见与反馈,经过一段时间的总结,他发现,相对 MR、CT 和超声等影像诊断类设备,DSA 和医生的互动时间更长,因此 DSA 的开发不仅要考虑到治疗需要的成像功能,还要考虑操作体验流畅度及剂量问题,甚至要能够帮助患者缓解紧张的情绪。
开发DSA设备更有针对性的功能,逐渐成为朗润团队的新的研发目标,如针对结构性心脏病、肿瘤栓塞和消融等新型图像引导功能。这些新功能如要满足患者对介入治疗越来越高的接受程度和期望值,就要融合其他学科影像来提高手术的预见性和成功率。因此,李旸的团队建立了一个医学影像中心系统,使新型 DSA 不仅拥有更好的影像链硬件,还拥有兼容跨学科影像的能力,其操作体验能够符合不同科室工作的流程。
操作体验是一种人为的感受,很难量化,简单来说就是医生觉得该产品好不好用。以前的 DSA 好不好用体现在 C 臂打角度是否灵活,用户界面是否简单易用等。这些普适性的体验仍然重要,除此之外,如何体现出医学影像中心系统的专科化与流程化呢?
比如做肿瘤介入手术,很多医院都在使用血管机类 CT 功能。术前扫描两次得到肿瘤动脉期和实质期图像,互为对比观察微小病灶可以提高小病灶检出率。术后再扫描两次可以立即核实治疗是否成功栓塞了肿瘤,使结果一目了然。这个环节如果换成加载了医学影像中心系统的DSA设备,不仅能将两次扫描操作变成一次,节省手术时间和降低造影剂用量,还将这一功能操作嵌入床旁控制系统,方便医生在手术时随时调用。
李旸分享说:“为了满足不同科室的需求,医学影像中心系统可直接将患者的图像检查数据上传到处理工作站,生成诊断结果,进一步满足了不同科室诊疗过程中的专业化、流程化要求。这是从硬件到临床功能的积累,转而投入更多精力在医生操作体验上,是 DSA 发展的必然趋势。”
大数据、云分析,实现隐性效益
当然,更完备的体验还应该连接起治疗的各个阶段,比如把配合肿瘤介入治疗的其他功能如栓塞引导、消融引导和自动双期类 CT 整合在一个操作流程内,方便医生按照术前规划 - 术中引导 - 术后反馈的顺序完成高质量手术。李旸说,流程化操作体验的隐形效益在于,每个医生做手术都可以有统一标准参照,而不像以往那样只能依靠各人经验,因此同样一种手术的成功可复制性就会得到大大提高。
为了使DSA的流程化操作体验深入到 PCI、神经等专科领域,朗润团队不仅整合了功能流程,还利用大数据技术研发出医疗影像数据分析云系统,率先实现了DSA技术创新的隐性效益。
剂量过高的危害是众所周知的,低剂量也分为不同层级。以往的 DSA 产品大多具有剂量管理系统,是对剂量相关的技术或操作的有机整合,可以使剂量逐级下降到一定范围内。但要实现最显著的降低剂量效果则需要开发新的产品架构,光靠有机整合已经达不到量级的改变,因此,朗润团队引入了新型低剂量影像链和高速实时低剂量算法之间的循环反馈机制,不仅降低了计量的副作用,也缩短了手术时间,为患者的术后恢复带来了更有利的条件,让这种隐性效益直接作用于医患的健康之中。
这一步是显性效益到隐形效益的转变,代表着一种更稳健的产品哲学。李旸认为,产品和医学的关系,应该是把投入放在真正给临床带来效益的地方,才能体现一个产品的核心价值和内涵。
对于DSA 设备未来的研发趋势,李旸更倾向于增加DSA 更高的产品附加值。比如舒缓的导管室为病人带来的最直观的体验。对导管室环境进行“装修”,使病人进入导管室就可以感受到令人愉悦的灯光和音乐,可以明显舒缓紧张情绪,更好的配合手术进行,这是环境优化工程传递出的对高质量医疗服务的理解,即在生理疾病治疗之外,同时强调心理感受。李旸认为,这将是未来医疗器械领域研发的新要求。