開立醫(yī)療超寬頻IVUS:血管內(nèi)超聲的自我革新之道
從1988年P(guān)aul Yock等人首次記錄人體動(dòng)脈的血管內(nèi)超聲圖像至今,IVUS發(fā)展已有30余年。
盡管經(jīng)歷幾十年耕耘,腔內(nèi)影像技術(shù)發(fā)展卻不得不面臨一個(gè)兩難局面:對(duì)于診斷疾病而言, 圖像質(zhì)量自然越高越好。IVUS為獲得更好的圖像質(zhì)量,需要不斷提高中心頻率以提高分辨率。而硬幣的另一面則是,成像的穿透深度也隨之降低。
何以破局,才能讓高清分辨率和更好成像深度雙管齊下,魚與熊掌可得兼?
開立醫(yī)療攜超寬頻血管內(nèi)超聲系統(tǒng)席卷而來,聚焦國內(nèi)臨床醫(yī)生需求,創(chuàng)新研發(fā)出超寬頻IVUS診斷系統(tǒng)和單晶復(fù)合材料IVUS導(dǎo)管。該產(chǎn)品首次實(shí)現(xiàn)了80%的換能器帶寬,覆蓋了20—80MHz的頻率范圍,提供優(yōu)異分辨率的同時(shí),也保證充足的穿透深度,推動(dòng)了國產(chǎn)血管內(nèi)超聲技術(shù)發(fā)展步入超寬頻成像的新階段。
它以超寬頻技術(shù)助力,實(shí)現(xiàn)了IVUS高清分辨率和更好成像深度雙管齊下,持續(xù)推動(dòng)著IVUS的革新。開立醫(yī)療加入該領(lǐng)域并不是心血來潮,立足超聲領(lǐng)域20余年的技術(shù)積淀使其勇立潮頭。
作為國內(nèi)唯一參與制定了IVUS國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也是國內(nèi)首家獲準(zhǔn)進(jìn)入“創(chuàng)新醫(yī)療器械綠色通道”血管內(nèi)超聲的企業(yè),開立醫(yī)療以創(chuàng)新研發(fā)實(shí)力和高效運(yùn)營管理能力為基石,緊貼臨床需求,開啟了國產(chǎn)IVUS的自我革新之道。
瞄準(zhǔn)臨床剛需,立足潛力無限的藍(lán)海市場
IVUS日漸火熱的背后,是龐大的心血管病人群。
“我國心血管病患病人數(shù)推算約3.3億,其中冠心病患病人數(shù)為1139萬。”《中國心血管健康與疾病報(bào)告2021》的數(shù)據(jù)揭露了我國心血管病防治的嚴(yán)峻,人類健康第一殺手名副其實(shí)。
臨床介入治療通常被認(rèn)為是冠心病治療的主流方法,IVUS則通過導(dǎo)管技術(shù)將微型超聲探頭送入血管腔內(nèi),顯示血管橫截面圖像,從而提供在體血管腔內(nèi)影像,成為臨床醫(yī)生的“第三只眼”。
與傳統(tǒng)冠脈造影僅顯示被造影劑充填的管腔輪廓不同,IVUS不僅能提供管腔、管壁的橫截面圖像,還可以幫助醫(yī)生了解斑塊負(fù)荷、鈣化病變角度、夾層長度及角度等。臨床醫(yī)生根據(jù)不同病變類型及特點(diǎn),綜合考量各項(xiàng)指標(biāo)后,讓手術(shù)更精準(zhǔn)。IVUS亦因在臨床中的突出價(jià)值,被諸多臨床醫(yī)生認(rèn)為是評(píng)價(jià)冠脈病變的“鉑金標(biāo)準(zhǔn)”。
2001年,美國心臟病學(xué)會(huì)首次發(fā)布了IVUS臨床應(yīng)用專家共識(shí),強(qiáng)調(diào)了測量方法和圖像識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。歐洲心血管介入學(xué)會(huì)也在其相關(guān)指南中推薦使用腔內(nèi)影像來指導(dǎo)介入治療,尤其是對(duì)于左主干、慢性閉塞性病變、支架植入失敗等特殊病變。
在一項(xiàng)臨床研究中,高達(dá)84.1%多支血管病變患者于PCI(經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療手術(shù))術(shù)中接受了IVUS評(píng)估,且取得較單純冠脈造影更佳的預(yù)后效果。美國底特律圣約翰醫(yī)院Amir Kaki博士曾公開表示,將腔內(nèi)影像作為標(biāo)準(zhǔn)化PCI手術(shù)的一部分至關(guān)重要。
由于IVUS技術(shù)能夠?qū)ρ芎筒∽冞M(jìn)行精確的定性和定量評(píng)估,其對(duì)冠心病的診斷治療、并發(fā)癥檢出,尤其是復(fù)雜病變治療體現(xiàn)出日益重要的價(jià)值。
國內(nèi)指南也對(duì)IVUS敞開懷抱,《中國經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療指南(2016)》《血管內(nèi)超聲在冠狀動(dòng)脈疾病中應(yīng)用的中國專家共識(shí)(2018)》等諸多重磅指南或?qū)<夜沧R(shí)推薦使用IVUS。
事實(shí)上,在精準(zhǔn)PCI時(shí)代的背景下,IVUS與光學(xué)相干斷層成像(OCT)兩者常被相提并論。OCT是目前分辨率最高的腔內(nèi)影像學(xué)技術(shù),能夠直接進(jìn)入冠狀動(dòng)脈的血管腔內(nèi)高清成像,但是其原理為光學(xué)探測,需充盈造影劑,紅細(xì)胞會(huì)遮擋光線,從而無法清晰辨別管腔信息。
IVUS則在應(yīng)用場景與分辨能力做到了平衡,不過IVUS技術(shù)雖得到長足發(fā)展,但在追求更高中心頻率及圖像分辨率的同時(shí),也犧牲了部分成像深度,使得臨床醫(yī)生在評(píng)估一些特殊血管結(jié)構(gòu)時(shí)稍顯得力不從心。
開立超寬頻IVUS打破了這一局面,其獨(dú)家采用了單晶復(fù)合材料換能器,覆蓋20-80MHz行業(yè)最寬頻率范圍。該產(chǎn)品臨床圖像體現(xiàn)出超寬頻技術(shù)的優(yōu)異分辨力,同時(shí)也能展現(xiàn)出足夠的穿透深度。
技術(shù)破局的背后,國產(chǎn)IVUS也成為企業(yè)們的應(yīng)許之地,大有可為且充滿無限想象。
《2022-2026年中國血管內(nèi)超聲設(shè)備行業(yè)市場行情監(jiān)測及未來發(fā)展前景研究報(bào)告》更是描繪出了一幅讓人心神向往的藍(lán)圖:得益于醫(yī)保范圍擴(kuò)大、臨床需求釋放,預(yù)計(jì)PCI手術(shù)量2026年將增長至200萬例。隨著PCI手術(shù)量增加,IVUS設(shè)備市場也將迎來發(fā)展良機(jī)。
縱覽國際,據(jù)浙商證券今年2月份發(fā)布的《醫(yī)藥生物行業(yè)周報(bào):從醫(yī)療器械注冊(cè),看國產(chǎn)創(chuàng)新器械發(fā)展方向》,日本在PCI中應(yīng)用IVUS的比例超過90%,美國滲透率接近20%。而中國IVUS的滲透率截至2022年僅為16%,隨著臨床理解加深,提升空間廣闊。弗若斯特沙利文預(yù)測,2030年中國冠脈IVUS市場規(guī)模估值有望達(dá)到64.3億元。
當(dāng)然,盡管市場規(guī)模攀升前景無限,但波士頓科學(xué)、飛利浦等跨國械企長期占有主要份額。以開立醫(yī)療為代表的國產(chǎn)企業(yè)正奮起直追,打磨產(chǎn)品。
“開立醫(yī)療很早之前就開始關(guān)注心血管介入領(lǐng)域的臨床需求,九年磨一劍,積極聽取臨床需求?!遍_立醫(yī)療董事長陳志強(qiáng)先生如此闡述,也是在這樣的洞察與深耕下,開立醫(yī)療在行業(yè)首次推出了超寬頻IVUS成像系統(tǒng)和單晶復(fù)合材料IVUS導(dǎo)管,開啟了超寬頻IVUS成像的新時(shí)代。
攻克技術(shù)難點(diǎn),開啟超寬頻心聲代
要真正理解超寬頻IVUS診斷系統(tǒng)和單晶復(fù)合材料IVUS導(dǎo)管的劃時(shí)代意義,就不得不提IVUS當(dāng)下的使用痛點(diǎn)。
IVUS在應(yīng)用中,圖像清晰度低,醫(yī)生很難看清;讀圖困難,學(xué)習(xí)曲線較長;描跡不準(zhǔn)確,測量耗時(shí)費(fèi)事等問題讓醫(yī)生的“看見”面臨多種難題。高清分辨率和更好成像深度成為一個(gè)難以兩全的選擇。
導(dǎo)管在臨床表現(xiàn)中也不盡如人意,導(dǎo)管順應(yīng)性、通過性不夠;病例容量大、導(dǎo)出耗時(shí);多導(dǎo)管室間轉(zhuǎn)運(yùn)開機(jī)等待時(shí)間長等問題影響著診斷和治療的效率和安全性。
顯然,企業(yè)要想攻克以上難點(diǎn),不僅要能感知到醫(yī)生需求,更需要具備強(qiáng)勁的研發(fā)實(shí)力。開立醫(yī)療破局第一子便落在單晶復(fù)合材料換能器。
IVUS換能器是IVUS成像的核心,換能器材料經(jīng)歷了陶瓷——陶瓷復(fù)合——單晶——單晶復(fù)合的迭代,隨著研究深入,開立醫(yī)療發(fā)現(xiàn)對(duì)于IVUS成像,單晶復(fù)合材料是最優(yōu)選擇。這種材料具有高電機(jī)械耦合系數(shù)、低機(jī)械品質(zhì)因數(shù)和超寬頻響應(yīng)范圍等優(yōu)點(diǎn),可生產(chǎn)高性能的醫(yī)用超聲換能器。
一個(gè)令人驚艷的數(shù)據(jù)是:開立醫(yī)療使用獨(dú)家單晶復(fù)合材料換能器之后,實(shí)現(xiàn)了80%的換能器帶寬,覆蓋了20—80MHz的頻率范圍,兼具高分辨率和高穿透度,靈敏度優(yōu)異,圖像顯影也更細(xì)膩。要知道,臨床應(yīng)用中,頻率越高,帶寬越寬,軸向/橫向分辨率越佳。
第十七屆東方心臟病學(xué)會(huì)議OCC 2023(第十七屆東方心臟病學(xué)會(huì)議)上,多位專家在會(huì)議現(xiàn)場分享了他們?cè)谂R床上采集到的優(yōu)異圖像,效果令人驚嘆。

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科葛均波院士更在會(huì)議中指出,開立醫(yī)療基于深厚的專業(yè)技術(shù)積累,依托CCI俱樂部平臺(tái),緊貼國內(nèi)臨床醫(yī)生需求,創(chuàng)新研發(fā)出超寬頻IVUS診斷系統(tǒng)和單晶復(fù)合材料IVUS導(dǎo)管,推動(dòng)了國產(chǎn)血管內(nèi)超聲技術(shù)發(fā)展步入超寬頻成像的新階段。
超寬頻技術(shù)下,開立醫(yī)療成像半徑可以達(dá)到10 mm,軸向分辨力也近24μm,能夠高清反映斑塊、支架植入深度、支架內(nèi)血栓、支架貼壁等情況,使得臨床醫(yī)生在面對(duì)左主干和分叉病變等較大血管結(jié)構(gòu)時(shí)也應(yīng)付自如,相比于傳統(tǒng)陶瓷IVUS,開立IVUS具有高清分辨力,成像深度更充足。
為超寬頻技術(shù)驚喜的同時(shí),開立醫(yī)療也在超聲導(dǎo)管設(shè)計(jì)、專業(yè)圖像調(diào)節(jié)等流程上下足了功夫。
IVUS導(dǎo)管采用錐形變徑聲窗設(shè)計(jì),摩擦阻力更小,尖端設(shè)計(jì)尺寸僅2.1Fr,有利于通過狹窄血管頭。此外,IVUS可實(shí)現(xiàn)一鍵智能描跡,自動(dòng)完成自動(dòng)測量,準(zhǔn)確率高于90%;還可以術(shù)前術(shù)后多個(gè)回拉錄像同屏顯示,簡化術(shù)后療效評(píng)估。
多措并舉,讓IVUS系統(tǒng)簡單易用,以智慧賦能臨床診療更高效。
產(chǎn)品亮點(diǎn)的背后反映出開立醫(yī)療雄厚的技術(shù)積累和專注技術(shù)的傳統(tǒng)。它作為國內(nèi)參與制定血管內(nèi)超聲國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的唯一企業(yè)單位,自主研發(fā)了國內(nèi)第一家進(jìn)入“創(chuàng)新醫(yī)療器械”綠色通道的超寬頻全數(shù)字血管內(nèi)超聲系統(tǒng),并于2022年12月國家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)上市。
超寬頻IVUS得以脫穎而出的原因或在于開立醫(yī)療強(qiáng)勁的研發(fā)實(shí)力,核心創(chuàng)始成員在超聲領(lǐng)域深耕多年。2004年,開立醫(yī)療便推出了中國第一臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字便攜式彩超SSI-1000,二十余年的沉淀深厚,亦擁有了成熟完善的超聲研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。
這家與中國醫(yī)療器械同頻發(fā)展的公司,早已成長為超聲領(lǐng)域中的參天大樹。其IVUS產(chǎn)品已授權(quán)的專利(含發(fā)明、實(shí)用新型、外觀設(shè)計(jì))共有近60項(xiàng),IVUS的聲學(xué)影像、設(shè)備工作流和圖像智能分析上也做出眾多優(yōu)化,率先走向更多臨床醫(yī)院。
從政策走向來看,國家多次強(qiáng)調(diào),到2025年,醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平明顯提升,主流醫(yī)療裝備基本實(shí)現(xiàn)有效供給。放眼未來,精準(zhǔn)PCI手術(shù)已成為眾望所歸,IVUS滲透率勢(shì)必大大提升。

無論是臨床需求還是政策引導(dǎo),都在呼喚一個(gè)智慧賦能、高效體驗(yàn)的IVUS系統(tǒng)。隨著國產(chǎn)超聲設(shè)備超聲的黃金時(shí)代徐徐開啟,開立醫(yī)療攜創(chuàng)新產(chǎn)品超寬頻IVUS也將乘勝追擊,持續(xù)發(fā)力心血管疾病精準(zhǔn)介入治療解決方案,發(fā)揮醫(yī)療行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)的帶頭作用。(作者:肖傘傘)