“1幅造影、1步計算、1分鐘。”

在十幾年前,仍利用一次性壓力導絲為患者做穿刺進行常規(guī)冠脈造影檢查的醫(yī)生或許很能想象,在AI和QFR技術(shù)的加持下,現(xiàn)如今能如此快速地透視心臟,診斷心血管疾病,并且還能進行冠脈介入手術(shù)(PCI)導航。

3月17日,中國自主研發(fā)的新一代“AI-QFR定量血流分數(shù)檢測儀”在第一屆上海市心血管人工智能與冠脈生理學高峰論壇上首發(fā)。該檢測儀是QFR的再次迭代升級,通過AI賦能,僅需1幅造影,就可以1步計算、1分鐘內(nèi)全自動完成冠脈主支與分支的FFR評估和PCI導航,診斷精度達到93%。

在當下冠脈支架進行集采降價至平均700元左右時,冠脈介入治療也正在從以往的追求“手術(shù)量”到追求“手術(shù)質(zhì)量”進行過渡。

診斷“金標準”普及率不到1%

長久以來,心血管疾病是中國致死率和致殘率最高的疾病。中國工程院院士葛均波在論壇上指出,我國現(xiàn)有心血管疾病患者約3．3億,其中冠心病患者1100萬。冠心病是由于動脈粥樣硬化導致冠脈狹窄,心肌血液供應量不足從而造成心肌缺血。而隨著城市化和老齡化的進程,患病率和死亡率還在逐年升高,已成為重大公共衛(wèi)生問題。

過往,診斷冠心病的“金標準”是基于壓力導絲的血流儲備分數(shù)(FFR)檢查,該技術(shù)解決了此前冠脈造影只能看到病變狹窄程度,無法診斷病情嚴重程度的短板。通過將壓力導絲從患者手腕穿刺經(jīng)橈動脈進入冠狀動脈病變遠端,在給患者注射腺苷/ATP誘導最大充血狀態(tài)時,進一步測量病變遠端壓力(Pd)和主動脈壓(Pa),FFR得以評估冠狀動脈病變狹窄到底對于遠端血流產(chǎn)生了多大的影響。

但由于費用輕易上萬元且技術(shù)被外企所壟斷,FFR在中國的普及率不到1%。近些年,隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的突破,AI企業(yè)、專注CT-FFR的企業(yè)以及專注心臟影像的企業(yè)三頭并進,試圖從影像和AI技術(shù)入手,打造無創(chuàng)且診斷快速的檢查技術(shù)。

首先便是基于影像的FFR技術(shù)即CT-FFR的研發(fā)。全球最早將這一技術(shù)實現(xiàn)臨床落地的是成立于2007年的美國企業(yè)HeartFlow,其致力于用人工智能技術(shù)測量冠狀動脈血流儲備分數(shù)(FFR),以無創(chuàng)的方式進行冠心病診斷。

2014年,HeartFlow的FFRct獲FDA批準上市,目前其已是估值達15億美元的獨角獸。HeartFlow的成功,催生了一批研發(fā)CT-FFR的企業(yè)。在中國,科亞醫(yī)療的CT-FFR產(chǎn)品深脈分數(shù)(DV FFR)便拿下了國內(nèi)首張AI+醫(yī)療三類證。

目前,HeartFlow的FFRct需耗費數(shù)小時醫(yī)生才可收到分析報告,而深脈分數(shù)大大縮短了這一時間,只需5到10分鐘。CT-FFR的應用場景主要是做好“守門人”,即輔助醫(yī)生判斷患者是否需要進行進一步的冠脈造影篩查,減少不必要的侵入式冠脈造影檢查。但CT-FFR檢查也存在其短板,如患有嚴重心率補齊或冠狀動脈鈣化過多的患者都會影響到診斷結(jié)果。

AI+QFR,推動精準醫(yī)療

而在CT-FFR之外,博動醫(yī)學首席科學家、上海交通大學教授涂圣賢則研發(fā)了另一種計算FFR的方法——QFR技術(shù)(定量血流分數(shù))。

在HeartFlow的FFRct獲批的同一年,涂圣賢首次提出QFR原型技術(shù),并將理論研究發(fā)表在介入學全球頂級期刊《JACC介入子刊》上,引發(fā)行業(yè)關(guān)注。隨后,其團隊與博動醫(yī)學合作,進行成果轉(zhuǎn)化。涂圣賢告訴億歐大健康:“事實上,技術(shù)的研究從2008年便已啟動,到第一代QFR產(chǎn)品研制出來時,已是2016年�！�

2018年,技術(shù)成果轉(zhuǎn)化落地,博動醫(yī)學的QFR定量血流分數(shù)檢測儀獲批上市,成為首個獲國家藥監(jiān)局批準上市的國產(chǎn)FFR產(chǎn)品。據(jù)博動醫(yī)學介紹,QFR與CT-FFR的不同主要在于數(shù)據(jù)來源。相較于CT-FFR是利用CT造影,QFR的原理是通過冠脈造影三維重建技術(shù)和血液動力學系統(tǒng),并融入人工智能血流定量,從而精確分析狹窄冠脈血管的功能學指標,以及精確評估冠脈生理功能指標。

葛均波在論壇上指出,新的評價指標QFR技術(shù),尤其對于狹窄率40%～70%的臨界病變,能夠直接為患者心肌缺血提供客觀定量的指標,評估是否該進行介入治療。在此之前,醫(yī)生對于冠脈造影診斷吼血管狹窄50%～70%的患者,時常要面臨兩難選擇——如果介入干預,有三分之二會過度治療;而如果只采用藥物治療,則會有三分之一的患者可能錯失介入治療的機會。

2016年起,博動醫(yī)學開始在原來的QFR定量血流分數(shù)檢測儀進行迭代升級,試圖通過AI賦能,讓該系統(tǒng)在無需任何耗材和血管擴張藥物的情況下便可進行FFR計算,且具備冠脈功能學精準診斷和PCI手術(shù)導航功能。

具體而言,在臨床應用場景中,患者無需再進行有創(chuàng)導絲檢查,只需一幅造影,1分鐘以內(nèi)醫(yī)生便可以獲得報告,診斷患者是否需要安裝支架。而針對支架術(shù)后不良反應的預估,博動醫(yī)學還在該系統(tǒng)中納入了參數(shù)值Residual QFR,據(jù)其研發(fā)人員介紹,如果該數(shù)據(jù)顯示大于0．89,意味著患者術(shù)后的不良反應很少。

據(jù)悉,QFR技術(shù)已經(jīng)在全球完成了2萬多例臨床驗證,是全球唯一完成大型隨機對照臨床試驗(RCT)的無導絲FFR技術(shù)。2018年,博動醫(yī)學的QFR系列產(chǎn)品開始進行商業(yè)落地,目前覆蓋了200多家醫(yī)院,且已經(jīng)進入部分省份的收費目錄,醫(yī)院可以向患者收取診療費,為3800元/次。

伴隨著QFR在國內(nèi)逐步落地,該技術(shù)目前也被寫入歐洲心臟病學會介入醫(yī)生官方培訓教材和日本急性心肌梗死介入治療專家共識,開始在海外得到推廣應用。據(jù)博動醫(yī)學介紹,目前其QFR一代產(chǎn)品已經(jīng)在歐美獲批上市,在一百多家家醫(yī)院裝機使用。其預計2021年年底,該產(chǎn)品也會在日本批準上市。

當下,基于QFR技術(shù),博動醫(yī)學已經(jīng)布局了兩款產(chǎn)品,分別為QFR產(chǎn)品和CT-QFR產(chǎn)品。另外,博動醫(yī)學還聯(lián)合涂圣賢研發(fā)團隊首創(chuàng)了全球首個腔內(nèi)影像的計算FFR產(chǎn)品:基于血管內(nèi)超聲(IVUS)影像計算的FFR(UFR)產(chǎn)品和基于光學相干斷層成像(OCT)影像的(OFR)產(chǎn)品。涂圣賢透露,博動醫(yī)學已有三款產(chǎn)品進入國家藥監(jiān)局創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批通道。

目前,博動醫(yī)學對自己的定位仍是一家專注于心臟影像的企業(yè),應用場景聚焦在冠脈領(lǐng)域。但博動醫(yī)學也表示,同樣都是針對血管來分析,腦血管和外周血管亦是可以拓展的領(lǐng)域。但由于應用場景不同,計算模型也不一致,拓展會是一個較為漫長的過程。

去年11月,博動醫(yī)學剛剛完成B輪數(shù)億元戰(zhàn)略融資,由上�？萍紕�(chuàng)業(yè)投資進行戰(zhàn)略注資,高瓴創(chuàng)投領(lǐng)投,原股東博行資本跟投。

作者:林怡齡