文/葉青

中科院深圳先進技術(shù)研究院利用超聲實現(xiàn)無創(chuàng)檢測肝硬化研發(fā)診斷儀3年在企業(yè)實現(xiàn)數(shù)千萬利潤

文/葉青

利用超聲彈性成像技術(shù)可取代肝穿刺活檢，實現(xiàn)無創(chuàng)檢測肝硬化。如今，我國的超聲波技術(shù)應(yīng)用又邁出了創(chuàng)新性的一步，不僅可檢測肝、乳腺等組織的軟硬程度，且可檢測到早期病變情況。這一切得益于由企業(yè)出資、中科院深圳先進技術(shù)研究院（以下簡稱先進院）醫(yī)工所所長鄭海榮博士團隊自主研發(fā)出的新型超聲肝硬化診斷儀。

該核心技術(shù)攻關(guān)前后花了3年半的時間，截至2015年底，合作企業(yè)已在全國范圍內(nèi)投放了300多臺肝硬化檢測儀，每年檢查人次約50萬。3年來，企業(yè)實現(xiàn)了數(shù)千萬元的銷售額。

“這是‘基于剪切波定量超聲彈性成像技術(shù)與應(yīng)用’研發(fā)項目的三個主要研發(fā)內(nèi)容之一。”鄭海榮表示，該技術(shù)對于促進國內(nèi)高端醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備的進一步發(fā)展，實現(xiàn)對我國肝硬化、乳腺癌等患者的盡早發(fā)現(xiàn)和治療，降低其發(fā)病率和死亡率，具有重要意義。目前，該技術(shù)奪得2015年度廣東省科學(xué)技術(shù)獎一等獎。

挑戰(zhàn)無創(chuàng)檢測肝硬化程度

全國流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，我國現(xiàn)患慢性乙肝病人約2000萬人，而肝癌高危人群數(shù)量已超過1億。對于這些人群來說，每半年一次的檢查是檢測病情發(fā)展的最好辦法，特別是乙肝患者，肝硬度的檢測極為重要，其早期發(fā)現(xiàn)、準確診斷、提早治療、合理用藥，可以有效減緩甚至逆轉(zhuǎn)病程。

傳統(tǒng)臨床檢測中，通常采用肝穿刺的方法來判斷病情是否發(fā)生病變。肝穿刺就是肝臟組織活檢，其創(chuàng)傷性很大。那么，是否能有一種簡單、無創(chuàng)、精確的技術(shù)手段實現(xiàn)肝硬化的早期診斷和量化分期，既能減輕患者檢查的痛苦，也能及時遏制患者的病情發(fā)展、降低患者死亡率呢？

2008年，深圳一體醫(yī)療科技公司以此設(shè)想提出研制一個檢測肝部微小病變、無創(chuàng)檢測早期肝纖維化的精密儀器。其時，鄭海榮剛從美國歸來不久，深圳一體醫(yī)療科技公司主動找到他，自此，雙方開始了親密的自主研發(fā)合作。

“生物醫(yī)學(xué)超聲大家都很熟悉，就是醫(yī)院里的B超、彩超。由于其無創(chuàng)傷、無輻射、經(jīng)濟快速的獨特優(yōu)勢，廣泛用于胎兒檢查，體檢、腫瘤和心血管等疾病的診斷，也是目前醫(yī)學(xué)臨床診斷中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。但其也面臨挑戰(zhàn)，很多疾病在早期是有悄悄發(fā)生變化的，可患者本身并沒有感到任何異常。原來超聲波僅用于察看人體組織結(jié)構(gòu)形態(tài)，難以檢測到疾病早期的病變跡象?！编嵑s說，他們團隊所要突破的是，如何在早期發(fā)現(xiàn)疾病變化，且實現(xiàn)無創(chuàng)檢測肝硬化程度，這是一個極大挑戰(zhàn)。

鄭海榮在2008年啟動了超聲彈性成像肝硬化檢測儀的研發(fā)，這也是超聲彈性成像技術(shù)的主要研發(fā)內(nèi)容之一。醫(yī)學(xué)超聲學(xué)科的發(fā)展主要依賴于聲學(xué)以及相關(guān)交叉學(xué)科的發(fā)展，為此，他根據(jù)項目的需求動態(tài)配置了超聲、電子、軟件、物理、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域的研究人員，組建了一支幾十人的團隊。

通過超聲“觸摸”反映部位硬度

“基于剪切波的超聲彈性成像技術(shù)，是一種新的超聲技術(shù)。我們通過用超聲輻射力，讓肝等組織產(chǎn)生微量形變，并對形變進行追蹤和計算，測量出物體的彈性模量，由此來判斷組織病變程度。”鄭海榮比喻說道，剪切波好比一只無形的手去“觸摸”人體肝臟等內(nèi)部組織，并通過直線的斜率或不同的顏色反映所“觸摸”部位的硬度，使得醫(yī)生可快速得到人體組織的硬度數(shù)值。

一項新技術(shù)的誕生，背后往往匯聚著科研人員的辛勞汗水。

實驗過程中，項目組為了驗證數(shù)值測量的準確性、結(jié)果的穩(wěn)定性等，反復(fù)在豬肝、羊肝等活體上做實驗。據(jù)項目組成員之一的王叢知博士回憶，他們到菜市場買來豬肝，回來把它切分成幾塊，每塊厚約兩三厘米。然后取出其中一小部分進行實驗，并把剩下的凍起來。為了尋找到合適的參數(shù)，這樣的活體實驗重復(fù)了上百次。

到了臨床，面臨的挑戰(zhàn)更多、更難?！氨热纾t(yī)生在臨床使用設(shè)備檢測中發(fā)現(xiàn)，肥胖的人測量出來的數(shù)值不準確。我們便從信號、余波、算法等各種角度去分析問題，最后發(fā)現(xiàn)是與超聲發(fā)射的頻率有關(guān)。使用低頻，對肥胖的人測量更準確，于是我們把原來的定頻設(shè)置改為調(diào)頻?！蓖鯀仓f，這是一套復(fù)雜的系統(tǒng)，超聲信號的采集、振動機制、算法等任何一個小環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會影響到最后的檢測結(jié)果。

經(jīng)過無數(shù)次的失敗和不懈的堅持，項目組最終研發(fā)出剪切波超聲彈性成像的核心技術(shù)創(chuàng)新，掌握并突破了其中的關(guān)鍵部件。

僅花了3年半的時間，鄭海榮團隊以此技術(shù)研發(fā)出超聲肝硬化檢測儀，并通過臨床實驗驗證，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2012年12月，超聲肝硬化檢測儀獲得了國家三類醫(yī)療器械注冊證，正式進入市場銷售。成果填補了國內(nèi)定量超聲彈性成像設(shè)備的空白，價格只有國外同類產(chǎn)品的1/3左右，打破了國外壟斷。

一體肝硬化檢測儀產(chǎn)品外觀

率隊研發(fā)新型超聲肝硬化診斷儀的鄭海榮博士

使用一體肝硬化檢測儀進行診斷

截至2015年，已在全國范圍內(nèi)已投放了300多臺肝硬化檢測儀，每年檢查人次約50萬。三年來，企業(yè)實現(xiàn)了數(shù)千萬元的銷售額。

更突出的是，該技術(shù)不僅成功實現(xiàn)了對肝硬化的診斷應(yīng)用，且可對乳腺腫瘤進行早期診斷和良惡性判別，首次實現(xiàn)了超聲彈性成像與高端彩超技術(shù)的融合，該技術(shù)已成功應(yīng)用于深圳邁瑞公司的DC-8高端彩色多普勒超聲產(chǎn)品。

鄭海榮表示，我們的價值觀是創(chuàng)新創(chuàng)造價值。技術(shù)研究和應(yīng)用沒有本質(zhì)的界限，做研究不是湊學(xué)術(shù)熱鬧，要讓研究成果有用，或者解決學(xué)術(shù)問題，或者解決臨床上和產(chǎn)業(yè)中的問題。