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【苏州高新区】1/4粒“芝麻”能看清血管内壁 苏州医工所研发出国内首款微型高频超声换能器
发表日期: 2017-07-20 作者:
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    一颗只有芝麻的四分之一大小的“粒子”,装在导管前端进入血管,可以呈现清晰的超声图像,帮助医生看清心血管病人冠状动脉里的状况,以便更好地进行心血管支架手术。近日,中国科学院苏州生物医学工程技术研究所传来消息,由研究员、医用声学室主任、中科院“百人计划”崔崤峣博士带领的团队研发出国内首款血管内超声成像探头与整机系统,其核心部件微型高频超声换能器完全为自主研发成果。目前,该产品已经进入临床试验。
  在中科院苏州医工所医用声学室展厅,展出着刚刚研发出的新成果——血管内超声成像探头与整机系统。该产品是心内科进行血管支架手术必要的影像设备,由一个显示屏、主机和操作手柄构成,操作手柄的一头连着一条比头发丝略粗的导管。其中,最核心的部件就是导管内装在导丝前端的“微型高频超声换能器”。崔崤峣拿出一盒标示为“电压陶瓷换能器”的小盒子,盒子里有三块大拇指甲盖大小的“芯片”。仔细观察,每一片都细细密密地被分为更小的“粒子”。“每一个小粒子就是一个微型高频超声换能器,尺寸只有500×600×600立方微米,大约是四分之一粒芝麻大小,这是整个技术最难的部分。”她解释,这粒小小的“芝麻”能发出高达50甚至60兆赫兹的超声频率,进入血管后,可以提供的图像分辨率为60微米。“在如此小的空间内提供这样高的参数确实不易,而且在高频下,信号噪声处理也遇到了很大的挑战,我们克服了关键技术,相应配套的超声发射接收等模块等都为自主研发。”崔崤峣告诉记者。
  血管内超声成像技术是利用安装在心导管前端的微型超声换能器,从血管内部成像来检测管腔大小和管壁结构的介入性超声诊断技术。它能够实时显示血管横断面解剖结构,观察附着于管壁表面的粥样硬化斑块形态及发展过程,测定冠状动脉狭窄程度,从而指导经皮冠脉介入治疗以及评价治疗效果。与传统的X光冠状造影技术相比,其更为准确直观,减少了X光冠状造影造成的一定的误诊率。崔崤峣解释说:“它相当于帮助医生把脑袋伸到患者的血管里,去看清楚血管内壁是否有狭窄情况,安装的支架是否完全贴壁。”
  长期以来,血管内超声系统市场都被美国和日本几家厂商垄断,国内在该领域超声成像探头和整机系统尚无产品厂家。随着全球需要通过介入手术治疗的心血管患者越来越多,2015年,美国心脏协会在编写的关于心脏支架手术的指南里,已将血管内超声成像技术从“推荐”改为“必须”使用。也就是说,该技术是做介入手术时,在心血管内为病人安装和检查支架时的必要手段。
  据介绍,从2011年起,中科院苏州医工所得到了国家科技部的支撑计划,在国内率先开展这方面的研发工作,大概花了四五年的时间,团队攻克了其中的关键技术,推出了首台原型样机,并与企业对接进行了产业化合作。值得一提的是,国外投入临床使用的换能器只能提供40兆赫兹的超声频率,而目前中科院研发出的换能器频率更高,提供的图片更为清晰,价格却只有同类产品的三分之一。
  “未来,利用微型高频阵列换能器可实现临床内窥镜技术的技术飞跃,不仅可为临床医生提供比传统内窥镜,如胃、肠镜等更丰富的生物组织信息,还能进一步降低病人在诊断过程中的不适感,让科技成果更快走进医院,为我国百姓健康提供更好的医疗服务。”崔崤峣向记者描述了她研发团队研发的未来前景。(施为)
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