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頸動脈三維超聲成像系統
【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。每年新發卒中患者超過200萬，其中約70%的患者為缺血性中風，而且發生率增長迅速，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。
缺血性腦卒中的主要病理基礎是動脈粥樣硬化。醫學影像能夠直接、客觀地觀測到斑塊的幾何和紋理形態，相較于核磁共振和CT，超聲是一種無創、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，國內醫院超聲機是普遍存在的，而且多數都是二維的超聲，且現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、結合人工智能和多模態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發展要求，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。
本項目在二維超聲機的基礎上，開發用于頸動脈成像的三維超聲機，實現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，為醫生診斷提供更豐富的數據。該方案能有效地控制醫療成本，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生。同時，隨著人工智能技術的飛速發展，將人工智能賦能三維超聲成像設備，實現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跨越式發展。
本項目建立基于人工智能和多模態影像學的缺血性卒中的精準輔助診斷系統，輔助基層卒中中心醫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、以及發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院。在這個過程中卒中中心醫生需基于有限的CT影像數據作出快速、準確的決策；而三甲醫院醫療資源緊張，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。
【技術優勢】
產品的核心技術包括：
1） 三維超聲成像系統探頭掃描機械結構，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，適于在社區醫院、鄉鎮醫院等醫院進行大規模頸動脈斑塊特征篩查；
3) 在系統的研究生產中，可實現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的研發與生產將為臨床提供國產化頸動脈斑塊篩查設備，提高國產醫療器械的核心競爭力，推動我國超聲產業跨越式發展，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） 開發一套基于人工智能和多模態影像學的缺血性腦卒中精確輔助診斷系統，能在5-10分鐘之內提供決策支持，并能達到有2-3年經驗的放射科醫生的診斷精度。
【技術成熟度】
原理樣機/驗證。
【發展規劃】
發展方向：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成像系統等結合，實現軟、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勢的大型智能診斷以及成像設備制造商。
發展戰略：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。
本項目開發的頸動脈三維超聲成像原理樣機已經基本開發完成，目前正在華中科技大學附屬協和醫院進行臨床實驗，已具備產業化的基本條件。
項目研制的三維超聲頸動脈成像系統有助于提高醫療機構的診療水平和質量，提供更加全面的信息，提高醫生的診斷準確性；系統將用于大規模的腦血管疾病篩查，實現早預防，降低事件的發生，提高患者的生活質量。該系統存在巨大的臨床與市場需求，據統計，我國二甲以上醫院超過6千家，按每家購買一套該系統，每套系統售價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，建立圖像特征與腦血管事件的相互關系，提取顯著性特征，建立該系統臨床中的應用規范，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生。以項目依托企業進行產業化，在合作醫院進行示范應用，同時，建立相應的企業，提升醫療器械企業的技術水平與產品競爭力，并帶動上下游軟件開發、人工智能、機械加工、材料成型等產業發展。
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，建立更高的行業壁壘和技術護城河，預計融資規模3000-5000萬。
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