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【所屬領域】

醫(yī)工裝備

【痛點問題】

最新全球疾病負擔研究顯示我國總體卒中終生發(fā)病風險為39.9％，位居全球首位，這意味著中國人一生中每５個人約有２個人會罹患卒中。此外，卒中也是我國疾病所致壽命損失的第一位病因。每年新發(fā)卒中患者超過200萬，其中約70%的患者為缺血性中風，而且發(fā)生率增長迅速，遠高于全球平均水平。對缺血性腦卒中的預防和治療已成為關系我國人民健康的世界性難題。

圖1 全球缺血性腦卒中發(fā)生率增長曲線

缺血性腦卒中的主要病理基礎是動脈粥樣硬化。醫(yī)學影像能夠直接、客觀地觀測到斑塊的幾何和紋理形態(tài)，相較于核磁共振和CT，超聲是一種無創(chuàng)、經濟、快速和實時的成像技術，被廣泛應用于頸動脈斑塊的篩查中。目前，國內醫(yī)院超聲機是普遍存在的，而且多數都是二維的超聲，且現(xiàn)有研究多數是提取二維超聲圖像中的頸動脈斑塊信息特征，只能部分反映投影直線上的特征，不具有空間信息，從而影響了腦卒中風險評估的準確性；同時，我國基層卒中中心影像設備缺乏，無法進行耗時長、價格貴的CT灌注或MR成像，而且影像診斷從業(yè)人員經驗有限，缺乏決策能力。因此，通過頸動脈三維超聲成像系統(tǒng)、結合人工智能和多模態(tài)影像學精準輔助診斷，能夠更全面地反映頸動脈斑塊的特性，對醫(yī)生預測腦血管事件風險意義重大。

【成果介紹】

面對我國大健康產業(yè)發(fā)展要求，我們高標準謀劃、高位推動。產品模塊主要包括：1）頸動脈三維超聲成像設備及基于頸動脈三維超聲AI影像卒中早期風險預測；2）急性期內基于臨床CT影像的卒中AI影像輔助診斷。

圖2 項目整體解決方案

本項目在二維超聲機的基礎上，開發(fā)用于頸動脈成像的三維超聲機，實現(xiàn)探頭掃描機械設備等核心部件國產化；利用采集的序列圖像重建頸動脈的三維模型，為醫(yī)生診斷提供更豐富的數據。該方案能有效地控制醫(yī)療成本，具有普適性，容易推廣，可用于頸動脈粥樣硬化的普查，有效預防心腦血管事件的發(fā)生。同時，隨著人工智能技術的飛速發(fā)展，將人工智能賦能三維超聲成像設備，實現(xiàn)三維超聲成像以及影像分析的智能化，將進一步提高三維超聲成像設備的核心競爭力，從而推動我國超聲產業(yè)跨越式發(fā)展。

本項目建立基于人工智能和多模態(tài)影像學的缺血性卒中的精準輔助診斷系統(tǒng)，輔助基層卒中中心醫(yī)生進行卒中治療的精準決策。目前我國對卒中采用的是分級診療體系，卒中中心收治卒中病人后，根據平掃或造影CT、臨床表現(xiàn)、以及發(fā)病時間確定是對其進行溶栓治療，或是將病人轉移至具有血管內取栓能力的省市級三甲醫(yī)院。在這個過程中卒中中心醫(yī)生需基于有限的CT影像數據作出快速、準確的決策；而三甲醫(yī)院醫(yī)療資源緊張，無法全天候服務，一個準確的輔助診斷工具將極大緩解三甲醫(yī)院資源壓力，并且大幅提高工作效率。本項目擬面對我國卒中分級診療體系中的痛點，基于病人前期頸動脈三維超聲和臨床指標建立中風風險早期預測模型，并結合人工智能和CT影像分析技術，進行缺血性腦卒中早期預測與輔助診斷。

【技術優(yōu)勢】

產品的核心技術包括：

1.三維超聲成像系統(tǒng)探頭掃描機械結構，超聲圖像三維重建軟件，基于深度學習的頸動脈斑塊分割算法及軟件；

2.腦卒中AI影像風險預測和診斷系統(tǒng)的相關核心算法，如平掃CT中的ASPECTS自動評分算法、大血管栓塞自動檢測算法、卒中梗死核心和半暗帶的自動量化算法、基于頸動脈斑塊三維超聲圖像的風險預測模型。

主要優(yōu)勢：

1.所有軟、硬件的核心算法或部件完全自主知識產權；

2.項目通過研究頸動脈三維超聲成像系統(tǒng)產品，可廣泛應用于特異性與靈敏度高的頸動脈斑塊篩查，而且操作簡單便利，價格低廉，適于在社區(qū)醫(yī)院、鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)院等醫(yī)院進行大規(guī)模頸動脈斑塊特征篩查；

3.在系統(tǒng)的研究生產中，可實現(xiàn)探頭掃描機械設備等核心部件國產化，擺脫對外國器件的依賴性；

4.建立三維頸動脈斑塊超聲圖像庫及診斷規(guī)范，為相關類型儀器的研究和生產提供臨床圖像數據庫。

頸動脈三維超聲系統(tǒng)的研發(fā)與生產將為臨床提供國產化頸動脈斑塊篩查設備，提高國產醫(yī)療器械的核心競爭力，推動我國超聲產業(yè)跨越式發(fā)展，有效緩解“看病難、看病貴”問題，提高我國重大疾病的防治水平。

【技術指標】

1.三維頸動脈斑塊超聲圖像分辨率<0.5mm,成像速度<1min;

2.開發(fā)一套基于人工智能和多模態(tài)影像學的缺血性腦卒中精確輔助診斷系統(tǒng)，能在5-10分鐘之內提供決策支持，并能達到有2-3年經驗的放射科醫(yī)生的診斷精度。

【技術成熟度】

原理樣機/驗證。

【應用場景】

本項目開發(fā)的頸動脈三維超聲成像原理樣機已經基本開發(fā)完成，目前正在華中科技大學附屬協(xié)和醫(yī)院進行臨床實驗，已具備產業(yè)化的基本條件。

圖3原理樣機和AI分析軟件平臺

【市場前景】

項目研制的三維超聲頸動脈成像系統(tǒng)有助于提高醫(yī)療機構的診療水平和質量，提供更加全面的信息，提高醫(yī)生的診斷準確性；系統(tǒng)將用于大規(guī)模的腦血管疾病篩查，實現(xiàn)早預防，降低事件的發(fā)生，提高患者的生活質量。該系統(tǒng)存在巨大的臨床與市場需求，據統(tǒng)計，我國二甲以上醫(yī)院超過6千家，按每家購買一套該系統(tǒng)，每套系統(tǒng)售價10萬元計算，則預期能夠產生的直接經濟效益為6億元，產生的間接經濟效益更加顯著。

研制用三維超聲頸動脈成像系統(tǒng)，建立圖像特征與腦血管事件的相互關系，提取顯著性特征，建立該系統(tǒng)臨床中的應用規(guī)范，推廣三維超聲技術在頸動脈斑塊檢測中的臨床篩查檢測，降低檢測成本，預防腦血管事件的發(fā)生。以項目依托企業(yè)進行產業(yè)化，在合作醫(yī)院進行示范應用，同時，建立相應的企業(yè)，提升醫(yī)療器械企業(yè)的技術水平與產品競爭力，并帶動上下游軟件開發(fā)、人工智能、機械加工、材料成型等產業(yè)發(fā)展。

未來公司將在三維超聲成像算法、卒中AI多模影像分析、三維超聲臨床診斷標準等方面形成新的知識產權，建立更高的行業(yè)壁壘和技術護城河，預計融資規(guī)模3000-5000萬。

【發(fā)展規(guī)劃】

發(fā)展方向：5年內仍將保持腦卒中智能影像風險預測與診斷為主要產品方向。5年后，逐步向與超聲、CT成像系統(tǒng)等結合，實現(xiàn)軟、硬件一體化的智能診療設備，在心腦血管等臨床應用領域，成為世界上具有壟斷優(yōu)勢的大型智能診斷以及成像設備制造商。

發(fā)展戰(zhàn)略：成為一家技術壟斷型、啞鈴型（重技術和銷售），在影像智能分析領域處于國際領先地位的高科技企業(yè)。

項目實施方案：（包括總的方案和年度計劃任務）

【知識產權】

團隊擁有自主知識產權。

【合作方式】

專利許可、專利轉讓、作價入股、技術開發(fā)、面談等。

【聯(lián)系方式】

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