一、企业简介

      深圳安科高技术股份有限公司(以下简称“深圳安科”)是国内领先的大型医学影像设备提供商之一,专业从事大型医学影像设备及微创治疗设备的研发、生产、销售及技术服务,主要产品包括 X 射线计算机体层摄影系统(CT)、磁共振成像系统(MRI)、X 射线摄影系统(XR)、微创治疗设备。自 1986 年成立以来,公司以发展民族高科技医疗器械为使命,长期致力于大型医学影像设备领域的关键技术研发和自主品牌产品创新,持续推动中高端医疗器械产品的进口替代进程。

      深圳安科是国内最早自主研发大型医学影像设备及微创治疗设备的企业之一,创造了多个民族品牌第一,包括我国首台 MRI、首台螺旋 CT、首台移动式CT、首台乳腺 X 线机、首台神经外科手术导航系统等,具备深厚的技术积累。作为国家高新技术企业和广东省工程技术研究开发中心,公司以努力实现我国高端医学影像设备产业化、规模化和效益化为目标,承担了科技部“数字诊疗装备研发”项目等国家级科研、产业化项目,并积极参与 CT、车载 CT、数字乳腺机等医学影像设备相关的多项行业标准的起草,为推动行业发展做出了积极贡献。

      近年来,公司持续加强在中高端医学影像设备和核心部件领域的技术研发投入,目前公司已实现 128 排 256 层 CT、1.5T 超导 MRI 等高端影像设备规模化生产,掌握高端 CT 系统设计、宽体探测器、CT 影像链算法及相关的高端制造工艺、MRI谱仪、MRI 内源性灌注等核心技术,积极推动研发成果实现商业化,持续推出满足市场需求的新产品。

      深圳安科以技术和产品创新为基础,逐步构建了覆盖全国主要省市、面向各级医疗机构的多层次立体营销服务网络,通过产学研合作、窗口示范医院等多种形式与国内知名医院开展深度合作,目前公司产品已销售至全国超过 100 家三甲医院并得到广泛认可。此外,公司积极实施“出海”战略,重点布局独联体、拉美、非洲等地区,推动全球范围内医学影像设备的应用普及。

二、企业展示产品先进性及应用情况

1、企业先进性

      公司是国内医学影像设备领域拥有自主研发能力和掌握中高端产品关键技术的少数企业之一,结合行业技术发展趋势和临床应用需求持续推动产品和技术创新,技术实力位居国内品牌前列,部分技术达到国际先进水平。

2.核心技术介绍

(1)CT技术水平

      CT的研发和制造涉及物理、电子通讯、电气、计算机、精密机械、医学等多学科知识,技术难度高。结合临床应用需求,CT的先进性主要体现在更快的扫描速度、更低的扫描剂量、更清晰的图像质量、更短的图像处理时间、更便捷的操作流程和更智能的图像分析等,需要厂家在机架结构设计、与之相关的核心部件、图像重建技术和影像链算法等达到较好的技术参数匹配和平衡,才能确保CT整机的先进性能和长期进行高强度的患者扫描作业的可靠性。此外,低剂量扫描、心脏成像、全身能谱成像和智能图像处理等高级临床功能是CT先进性的重要表征,此类高级功能得以低成本地在经济型产品中普及应用是CT厂家技术实力的另一体现。

      公司CT技术水平和特点主要体现在以下方面:

1)系统设计

      CT系统十分复杂,多个技术参数相互制约,片面突出单一参数会抑制其它技术模块在系统中的性能,因此CT系统设计需要兼顾多个参数之间相互关联、相互制约的特性,并在系统设计中充分利用这些特性,才能达到关键设计参数之间的最佳匹配,以实现综合性能的最优,包括图像质量、系统可靠性、剂量、扫描流程、成像速度等,同时确保机械运动安全、通讯接口以及部件长期工作的可靠性。

      公司的CT产品采用平台化设计,可根据市场和用户需求,较快速度实现产品迭代,高效完成注册投入市场。公司在产品研发中秉承多参数平衡设计的理念,打造出多款性能先进、运行稳定可靠、图像质量优良的产品,尤其是图像噪声和空间分辨率两个相互制约的关键参数的平衡设计,在临床应用中得到了广泛认可。公司根据不同层级医疗机构的临床应用需求,在实用型Fit系列产品中实现了低剂量、智能图像降噪和脑出血、肺结节和肺炎分析等先进功能,并在中高端产品中实现了双能成像、高心率和不规则心律心脏冠脉成像等高级临床功能。

2)宽体探测器

      探测器是CT图像采集系统的核心部件之一,探测器覆盖宽度越大,临床应用范围越广,目前业界最宽为160mm,可较好地实现了不受心率约束条件下的心脏冠脉成像功能。此外,信号探测和转换效率、信噪比、釆样速度和稳定性等也是探测器开发中的重要指标。

      基于CT探测器信号链的仿真优化,公司研发团队优化了探测器模块、数据采集系统以及结构设计等环节,自主构建了基于前照式和背照式光敏阵列的两款高性能CT探测器技术平台,开发和量产了20mm、40mm和80mm有效探测宽度的探测器,其信噪比、采样速度(17KSPS)和稳定性等关键性能指标均达到国际品牌的同类产品水平。

      公司在宽体探测器开发中独创了连续曲面探测器设计方案,并形成了发明专利技术。在正在研发的“256排/512层高清能谱CT系统”项目中,公司研制出160mm的连续曲面探测器子系统,采用先进的、高排数探测器所需的二维可拼接信号模块设计,具有高信噪比、高可靠性以及独有的连续空间响应函数等优异性能,处于行业领先水平。

3)高端重建技术和影像链算法

      大锥束图像重建技术和影像链算法是高端CT的核心成像技术,通过对投影数据进行校正和重建,以形成被扫描对象的横断面或三维图像。高端CT图像重建技术是国内外领先厂商均重点投入研发的核心技术,主要解决高端CT大锥束成像中重建伪影的问题,从而更好地实现心脏冠脉成像功能。先进的影像链算法也是解决CT中金属伪影、射线硬化伪影、运动伪影以及因器件不完美引起的数据缺陷导致的伪影的关键。

      公司开发的先进图像重建和影像链算法已在64排128层、128排256层 CT产品中得到充分验证和应用,公司开发和应用的先进新型金属伪影消除及系统校正算法,能获得较常规CT图像金属伪影更少的三维高分辨图像,实现更优的图像重建质量。针对在研的256排512层CT和首款国产术中CT,公司基于精确重建理论并结合人工智能多层神经网络方法创新开发出大锥束重建算法,更好地解决了大锥角照射中因探测器数据缺失而造成的伪影,保证了优异的图像质量。公司开发的影像链加速算法使得图像重建速度达到了100幅/秒,处于国际一流水平。

4)高级临床功能

①低剂量成像

      在满足图像质量的条件下,采用低剂量扫描减少对患者的损伤是CT技术发展的重要方向之一。公司产品具备超低剂量肺部小结节筛查功能,并可实现在最低剂量为常规剂量的1/10的条件下获得类似常规扫描的图像质量,同时公司通过管电流调制、管电压选择和X射线准直控制的智能化,减少不必要的X射线辐射,结合先进迭代降噪和低剂量成像算法,保障了低剂量扫描下的成像质量。

②心脏冠脉成像

      心脏冠脉成像是高端CT的重要应用之一,通常通过宽体探测器和机架高速旋转配合,实现成像数据在尽量少的心动周期内收集,从而提升高心率患者、不规则心律患者的冠脉检查成功率。公司利用宽体探测器和高速旋转技术方案在高端CT中完成心脏冠脉成像功能。为了推动高级临床功能在经济型CT中的普及,公司开发了心电门控技术解决方案,在心脏运动周期的最佳相位采集数据,同时结合先进的运动伪影的消除算法,在32排64层CT中成功实现了心脏冠脉检查的应用。

③能谱成像技术

      能谱成像技术可利用CT双能成像,实现物质分解、定性分析,通过能谱曲线、基物质图、多种单能图像为临床诊断提供更丰富的信息,但目前国内外现有技术方案存在关键部件成本高、能量分离效果差、FOV不一致等问题。公司开发的能谱成像技术,依靠先进的算法弥补X射线照射同时性不足的问题,突破了关键硬件限制并以较低成本实现了X射线同源性,达到较为理想的80/140kV能量分离效果,成为能谱成像的一个新技术方向。

④智能图像处理

      近年来,CT图像处理技术智能化有了新的发展,可实现病灶快速识别、标记病变位置并提供体积、直径等定量信息,提升医生阅片的效率并减轻其工作的强度。公司基于在影像大数据方面的积累和先进算法方面的深入研究,已开发并应用了肺结节自动分析、肺炎的自动分割和评估、脑出血自动分析、冠脉自动提取和分析等模块,具有准确性高、分析速度快的特点,达到了市场主流厂商的技术水平。

      综上,公司在CT领域具备自主研发性能先进的高端CT系统的能力,开发了国际一流的图像重建和影像链算法,实现了高级临床功能的解决方案。

(2)MRI技术水平

      我国MRI行业技术快速发展,谱仪、磁体、梯度、射频等核心零部件的突破在其中发挥重要作用,是否掌握核心零部件的自主研发生产成为衡量MRI厂商技术水平的标准之一。此外,能否在MRI上集成应用范围更广的高端成像技术,拥有更快的扫描速度和更好的临床体验,同样是衡量企业技术实力的重要指标。

      公司MRI技术水平和特点主要体现在以下方面:

1)谱仪设计与制造

      谱仪系统是MRI设备控制核心,负责梯度波形、射频波形的发生和控制,其时序控制精度、波形发生精度等指标是衡量MRI产品竞争力的关键要素之一。

      公司已实现4-32通道全数字化谱仪的研发与生产,可扩展至128通道,支持0.3T-7T的磁共振成像设备,成功突破了对进口厂商的依赖。在系统架构方面,公司在谱仪中采用大规模集成电路FPGA芯片,有效提高了时序精度、相位精度和集成度;通过并行多DSP协同数字信号处理技术,在谱仪中实现射频发射与接收相位同步、符号同步、上/下变频同步、时钟同步;采用平台化软件开发技术,支持跨平台控制,并便于升级扩展。从技术指标上看,公司自主研发谱仪的波形发生密度、时序控制精度、相位控制精度等方面都较前代产品中的进口谱仪有一定提升。此外,高速模数转换及带通滤波技术可达到不同场强系统下的波形最优化,明显改善多种应用的图像质量,实现了过去无法在进口谱仪上运行的高级成像技术,如窄脉冲技术和超快速成像等。

2)高端成像技术

      传统的MRI临床诊断主要以图像的权重显示病灶,随着精准医疗的推广,临床应用需要从MRI扫描中获得更多的诊断信息。公司主要高端成像技术如下:

①多部位的动态增强后处理技术

      公司自主研发了具备高时间分辨率的动态增强扫描技术,通过匙孔(keyhole)加速技术实现,结合压缩感知、并行采集技术和部分傅里叶重建技术,成像速度可以加速15倍以上,全肝动态增强每期扫描只需2-3秒,较常规的动态增强扫描技术时间分辨率更高,并能获得更加丰富的血流灌注信息。此外,基于超高时间分辨率的4D动态增强扫描图像进行后处理分析,可以得到多种的反映病变良恶性的定量参数,以更好地帮助临床诊断。

②内源性灌注技术

      灌注成像(PWI)技术可反映单位时间内通过特定组织的血流量,提供血流动力学方面的信息,在脑缺血、阿兹海默病和脑肿瘤等疾病临床诊断方面具有重要价值。目前多数厂家应用的内源性灌注技术仅能获得一种分析参数,且干扰因素众多,无法做到较精确的定量分析结果。公司自主研发的优化的内源性脑灌注技术,不使用对比剂、无毒副作用,真实地模拟外源性对比剂流入扫描层面直至流出扫描层面的整个过程,通过后处理算法可以得到多种较为完整的灌注参数,为临床诊断提供更精确的信息。

③血管造影技术

      MRI增强血管造影利用造影剂缩短组织T1时间的效应,在注入造影剂后,血液信号明显高于周围组织,可以应用于全身各部位进行血管病变的诊断。在临床操作中,因时间窗口较窄,需要精确计算扫描延迟时间。公司提供了全自动流程的增强血管造影技术,操作者只需要按照系统提示即可完成血管造影,提升了操作的准确性和便利性。

      MRI非增强血管造影相较于传统的增强血管造影技术不会引起病人的肾脏损害,对于病变位置可以反复扫描。对于肾动脉部位成像,公司基于3D的bSSFP序列,通过动脉自旋标记(ASL)技术进行静脉和背景信号的抑制开发了非增强血管造影技术,具有较高的空间分辨率,可充分展示肾动脉分支细节。对于下肢的动脉和静脉成像,公司则采用基于2D的bSSFP序列的跟踪饱和抑制技术,在多段成像后进行拼接,得到全下肢血管造影。

3)加速成像技术

      单次检查MRI扫描所需时间较长,对图像质量和设备使用效率均有负面影响。公司研发的高密度相控阵接收线圈,在拥有更多独立RF通道的同时,利用线圈敏感范围信息减少成像时间,在不降低图像空间分辨率的前提下,不同部位的扫描可达到2-4倍的采集加速,在此基础上结合压缩感知和人工智能技术可进一步提速至10倍或以上,缩短了扫描时间,减少了患者的不适并提升了扫描检查的成功率,同时进一步提高图像的空间分辨率,提高成像质量。

4)智能化的工作流程、改善患者的临床体验

      在智能化的工作流程上,一方面,公司在操作软件中集成了智能自动定位、智能自动后处理、智能扫描策略选择与记忆式胶片管理等技术,从而实现智能解剖部位组织识别,根据临床应用共识自动进行扫描定位等标准化程序;另一方面,公司开发的自适应快速全景成像平台具备自动线圈选择策略,根据预期图像信噪比决定线圈通道单元的选择,避免了操作人员的线圈选择失误,提升了工作准确性。

      在改善患者临床体验上,公司研发的静音成像技术保证图像质量不受影响的前提下,有效降低噪音达20分贝以上,可明显减少患者扫描时的不适感。结合一体化相控阵接收线圈,在多部位检查及全景成像时,无需多次摆放患者,实现一次摆位多部位扫描。

      综上,公司在MRI领域掌握谱仪的设计与制造技术,能提供丰富的高级成像和加速扫描功能,在高场和低场产品中采用统一工作流自动化的软件操作平台,技术处于国内先进水平。

(3)XR技术水平

      DR产品迭代技术由固定DR延伸至悬吊式、双立柱式固定DR,并拓展至成像视野范围更大、临床应用场景更广的动态DR。数字乳腺机技术呈现从传统的二维成像到三维成像的技术发展趋势。公司XR技术水平和特点主要体现在以下几个方面:

1)DR技术

      公司DR产品具有丰富的APR曝光协议和AEC自动曝光功能,可以便捷地进行不同体型、不同体位的拍摄;具备图像自动拼接功能,可以实现全脊柱、双下肢和全身的高清无缝拼接;具备多频率自适应组织均衡与图像细节增强算法,大幅提高了图像的宽容度,保障在不同曝光剂量下输出图像的质量和一致性。在动态DR领域,公司正在研发具有高分辨率动态成像算法的智能悬吊动态DR,可实现高清透视、快速点片摄影,以及部分胃肠造影检查,并且实时存储动态影像。

2)乳腺DBT成像技术

      传统的数字乳腺机在拍摄中存在二维图像组织重叠掩盖病灶的现象,且对细小的形态学改变显示不清,容易引起假阳性。公司数字乳腺机产品通过DBT成像技术有效消除组织重叠的影响,增强肿块边界的判读,能够清晰显示钙化的形态以及分布情况,增加乳腺癌检出的概率。公司是目前掌握该项高端成像功能的少数国内厂商之一。

      公司自主开发的乳腺三维层析成像技术通过光栅盘控制X射线的开关,按照探测器的时序调整X射线管的旋转速率,确保每帧采集的触发信号都在探测器允许曝光的时间周期内,从而消除DBT成像过程中因采集位置的精度所造成的偏差,实现精准曝光位置控制,提高了DBT诊断图像的质量。此外,公司开发的系统校正、伪影校正与图像重建技术通过构建DBT成像系统光学模型和统计模型,实现准确、高效的低剂量DBT优质成像。

3)乳腺立体定位技术

      乳腺立体定位技术可定位病灶在立体空间的位置,辅助穿刺活检以及定位导丝的放置,相比目前国内主流的二维定位术,可完成更加精确的定位和准确入针深度的控制。公司已开发出乳腺摄影立体定位装置,采用头足位及±15°三次摄影图像进行病灶坐标的计算,通过高精度的传感器来控制定位点和入针深度,定位精度在1mm以内,达到国内先进水平。

      综上,公司DR技术具有国内领先的整机自动化、静态摄影与动态摄像组合、工作流程简捷的特点;数字乳腺机技术具有三维DBT数字成像、精准立体定位的特点,处于国内先进水平。

(4)微创治疗技术水平

      微创治疗的最终目标为保持患者最佳生存质量同时完成血肿穿刺术、脑组织活检术、微创脑肿瘤切除术等多种临床手术。精准的定位技术和先进的图像配准及处理技术可以有效降低患者的术后并发症,提高患者的生存质量。公司微创治疗技术水平和特点主要体现在以下几个方面:

1)空间定位技术

      公司外科手术导航系统已经从行业通用的单纯光学定位过渡至光学/电磁一体化定位技术,定位精度从1.5mm突破至0.5mm,提高了临床定位精度和使用方便度。此外,公司具备国内首创的自动定标方法,可一键实现亚毫米精度的手术定位。

2)多维度图像配准技术

      公司自主开发的多模式图像配准技术,开创地提出了包括有ICP激光图像扫描采集、接触笔式自动采集、标志点式采集等三种图像配准方式,快捷的进行定位系统坐标系和图像坐标系的转换,达到精准图像配准的效果,最小误差≤0.5mm。

3)多模态图像处理技术

      相较于传统的单一MRI图像融合技术,公司自主研发的附加神经系统精确信息的图像融合技术可获得具备丰富神经系统信息的高清影像,从而更有效地规划手术路径,避开人体要害部位和组织。此外,自动组织分割算法可实现对病灶区域的快速自动特征提取,并且自动计算勾画区域的面积和体积,简化了医生操作时间,为医生提供了准确的手术参考。

      综上,公司在微创治疗领域技术具备定位精度高、精准图像配准和多模态图像融合处理信息丰富的特点,处于国内先进水平。

三、企业发展探索

      自成立以来,公司始终深耕大型医学影像设备领域,在政策支持的背景下,结合自身技术优势和发展特点逐渐探索出一条创新发展的道路。公司从事的业务属于国家鼓励的创新产业。多年来,公司坚持自主创新,持续进行研发投入,参与多个国家级科研、产业化项目,在科技创新方面成果丰富。公司通过产品开发,逐渐完成产品从单一到多样、从中低端到中高端的迭代升级,在国内外市场形成一定品牌影响力。

      公司始终以“发展高科技医疗器械,为全人类提供健康服务”为使命,坚持实施自主创新战略,逐渐掌握了一系列大型医学影像诊断领域的核心技术并实现技术成果转化应用。未来,公司将进一步增强行业竞争力、持续开拓市场空间、提升市场占有率,不断推进中国医学影像事业发展,带动民族产品向国际化方向发展,致力于成为国际先进的医学影像设备专业供应商,并为全球医疗机构提供先进的医学影像临床应用解决方案。