文|動脈網(wǎng)
從全球范圍來看，強(qiáng)生、雅培、西門子、飛利浦、GE醫(yī)療、波士頓科學(xué)等知名跨國企業(yè)均已布局心腔內(nèi)超聲（ICE）。
例如，強(qiáng)生旗下Biosense Webster推出了三維心腔內(nèi)超聲導(dǎo)管SoundStar；雅培旗下圣猶達(dá)推出了ViewFlex Xtra ICE導(dǎo)管；西門子醫(yī)療已推出AcuNav Volume ICE導(dǎo)管；飛利浦已推出VeriSight Pro 3D ICE導(dǎo)管；波士頓科學(xué)已推出Ultra ICE導(dǎo)管……
資料顯示，心腔內(nèi)超聲（ICE）是一種創(chuàng)新的超聲心動圖診斷技術(shù)，其將超聲探頭置于心腔內(nèi)部，發(fā)射并接收超聲信號，以實現(xiàn)心臟解剖結(jié)構(gòu)、心臟血流動力學(xué)、心臟功能等信息的實時成像。
截至目前，心腔內(nèi)超聲已被應(yīng)用于房顫射頻消融術(shù)、左心耳封堵術(shù)、房間隔缺損封堵術(shù)、二尖瓣成形術(shù)、心內(nèi)膜心肌活檢術(shù)等多種手術(shù)。
臨床數(shù)據(jù)顯示：通過心腔內(nèi)超聲，房顫射頻消融術(shù)、左心耳封堵術(shù)等手術(shù)提高了精準(zhǔn)度和安全性，降低了手術(shù)風(fēng)險，減少了并發(fā)癥，縮減了手術(shù)成本，同時提高了患者舒適度及手術(shù)效率。另外，心腔內(nèi)超聲還可以有效減少X線的用量，減輕對患者和醫(yī)生的輻射。
例如，有臨床研究顯示：使用AcuNav Volume ICE導(dǎo)管開展左心耳封堵術(shù)，可縮短約57%的手術(shù)流程和恢復(fù)時間，節(jié)省約33%的潛在成本。
基于心腔內(nèi)超聲的明顯臨床優(yōu)勢，我們預(yù)計其將成為心臟電生理及結(jié)構(gòu)性心臟病行業(yè)高速發(fā)展背后的最大贏家之一。
70年的探索與創(chuàng)新，心腔內(nèi)超聲從2D走向3D
早在1956年，就有研究人員探索“導(dǎo)管+超聲技術(shù)”對心臟結(jié)構(gòu)成像。不過，基于技術(shù)的限制，當(dāng)時的探索并未成功。
直到1980年，超聲成像技術(shù)與導(dǎo)管介入技術(shù)實現(xiàn)突破之后，心腔內(nèi)超聲才被首次應(yīng)用。不過，首次應(yīng)用的心腔內(nèi)超聲，其換能器頻率較高，為20-40MHz，組織穿透能力有限，使其無法獲得心內(nèi)解剖圖。盡管如此，本次心腔內(nèi)超聲的應(yīng)用還是讓研究人員信心大增，也讓該產(chǎn)品的后續(xù)研發(fā)和創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。
此后，有研究人員開發(fā)出低頻換能器（9MHz），使之可對心內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像。但這些系統(tǒng)仍存在導(dǎo)管靈活度低、成像深度低、不能完整觀察心臟結(jié)構(gòu)等痛點。
1990年，有創(chuàng)新企業(yè)使用更低的頻率（5MHz）優(yōu)化了心腔內(nèi)超聲的成像深度?？上У氖牵瑢?yīng)的換能器卻因尺寸較大，限制了該產(chǎn)品的臨床應(yīng)用。
隨著超聲相控陣技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，心腔內(nèi)超聲迎來了發(fā)展機(jī)遇。相控陣技術(shù)應(yīng)用于心腔內(nèi)超聲領(lǐng)域，不僅解決了換能器尺寸較大的問題，還使心腔內(nèi)超聲系統(tǒng)擴(kuò)大了臨床應(yīng)用范圍。簡單而言，基于超聲相控陣技術(shù)，心腔內(nèi)超聲的成像深度更深，且圖像更清晰。同時，心腔內(nèi)超聲還可提供多種影像學(xué)信息，如彩色血流、組織多普勒、頻譜多普勒等。
另外，超聲換能器也實現(xiàn)了微型化，使旋轉(zhuǎn)式心腔內(nèi)超聲也可廣泛應(yīng)用于臨床。旋轉(zhuǎn)式心腔內(nèi)超聲與相控陣心腔內(nèi)超聲，兩者各有優(yōu)勢，各有特點，如旋轉(zhuǎn)式心腔內(nèi)超聲可提供更高的近場分辨率，相控陣心腔內(nèi)超可提供解剖結(jié)構(gòu)、彩色血流多普勒、頻譜多普勒等多種信息。目前，相控陣心腔內(nèi)超聲的應(yīng)用更為廣泛，占據(jù)主導(dǎo)地位。
21世紀(jì)初，西門子醫(yī)療推出了第一支二維心腔內(nèi)超聲導(dǎo)管ACUSON AcuNav，最初主要被用于指導(dǎo)房間隔穿刺。通過該款心腔內(nèi)超聲，醫(yī)生能夠獲取房間隔影像，測量房間隔缺損的大??；可判斷房間隔缺損與主動脈、二尖瓣、三尖瓣、上下腔靜脈等結(jié)構(gòu)的位置關(guān)系，使房間隔穿刺等手術(shù)更精準(zhǔn)安全。
基于該產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)性心臟病方面的優(yōu)勢，其后續(xù)被拓展應(yīng)用于房間隔缺損封堵術(shù)、左心耳封堵術(shù)等多種手術(shù)。
隨著心腔內(nèi)超聲的廣泛應(yīng)用，其性能也在逐漸優(yōu)化。在過去，心腔內(nèi)超聲已從二維成像轉(zhuǎn)變?yōu)槿S成像，極大地增強(qiáng)了引導(dǎo)及可視化能力。二維心腔內(nèi)超聲支持雙平面或三平面成像，可顯示兩個或三個不同的平面視圖，但醫(yī)生需將這些圖像在腦海中重新構(gòu)建為三維解剖結(jié)構(gòu)。三維心腔內(nèi)超聲則可直接呈現(xiàn)三維解剖結(jié)構(gòu)圖，便于醫(yī)生更輕松地開展手術(shù)。
最近幾年，西門子、強(qiáng)生等企業(yè)創(chuàng)新出了實時三維心腔內(nèi)超聲系統(tǒng)。如果將二維心腔內(nèi)超聲看作是黑白電視，那么實時三維心腔內(nèi)超聲便是3D IMAX電影。相比于二維心腔內(nèi)超聲，新進(jìn)推出的實時三維心腔內(nèi)超聲不僅能夠?qū)崟r成像，還可以顯示心臟三維結(jié)構(gòu)及血流等信息，且呈現(xiàn)的影像更清晰、更精準(zhǔn)。
按照產(chǎn)品發(fā)展方向，我們預(yù)計將有越來越多的心腔內(nèi)超聲系統(tǒng)從二維發(fā)展向三維，從三維發(fā)展向三維實時成像。同時，心腔內(nèi)超聲還將向更清晰、精準(zhǔn)、多功能等方向發(fā)展。
國內(nèi)市場超百億，ICE年使用量將快速暴增
從應(yīng)用場景看，心腔內(nèi)超聲可用于房顫消融術(shù)、左心耳封堵術(shù)、房間隔缺損封堵術(shù)、二尖瓣成形術(shù)、心內(nèi)膜心肌活檢術(shù)等多種手術(shù)，針對的疾病包括房顫、先天性心臟病、心源性卒中、房間隔缺損、二尖瓣狹窄、三尖瓣狹窄、主動脈瓣狹窄等。
根據(jù)弗若斯特沙利文報告，2021年，我國先天性心臟病患者約13.34萬，心源性卒中患者約450萬人，主動脈瓣反流患者約390萬，主動脈瓣狹窄患者約440萬，二尖瓣狹窄患者約590萬名，二尖瓣反流患者約1080萬。同時，武漢大學(xué)人民醫(yī)院完成的一項流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)：我國房顫患者近2000萬。從全球范圍看，全球先心病患者約170萬，全球心源性卒中患者約1970萬人，全球瓣膜病患者約2.2億。
可以看到，心腔內(nèi)超聲關(guān)聯(lián)的患者人群極為龐大，而巨大的需求將孕育出巨大的市場。目前，市場上心腔內(nèi)超聲導(dǎo)管約為2萬元/根，若以10%的滲透率計算，我國心腔內(nèi)超聲導(dǎo)管市場空間將超100億元。心腔內(nèi)超聲的主機(jī)系統(tǒng)約為100萬/臺，若僅以一家三甲醫(yī)院裝備一臺主機(jī)計算（未包含非三甲醫(yī)院），心腔內(nèi)超聲主機(jī)市場空間將超14億元。
盡管心腔內(nèi)超聲具有廣闊前景，但其目前還處于發(fā)展初期。
根據(jù)最新發(fā)布的《中國結(jié)構(gòu)性心臟病行業(yè)報告2021》，2021年我國經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置入術(shù)（不含臨床研究）超過6500例，經(jīng)導(dǎo)管二尖瓣緣對緣修復(fù)術(shù)(TEER)約為350例，左心耳封堵術(shù)約為14000例，先心病介入手術(shù)約75000例。《中國心血管健康與疾病報告2021》顯示，我國2020年房顫射頻消融手術(shù)量約為3.5萬例。
截至目前，我國的結(jié)構(gòu)性心臟病介入手術(shù)滲透率仍處于較低水平，這也使得用于結(jié)構(gòu)性心臟病介入手術(shù)的心腔內(nèi)超聲產(chǎn)品使用量較少。
不過，專家認(rèn)為：結(jié)構(gòu)性心臟病介入治療遠(yuǎn)未達(dá)平臺期，且將迅速普及推廣，提升滲透率。這是因為國產(chǎn)創(chuàng)新企業(yè)的二尖瓣環(huán)介入修復(fù)、三尖瓣成形環(huán)、經(jīng)導(dǎo)管介入瓣膜置換產(chǎn)品、經(jīng)股靜脈三尖瓣修復(fù)器械等治療結(jié)構(gòu)性心臟病的創(chuàng)新器械已陸續(xù)獲批，且相關(guān)企業(yè)正加大市場教育及學(xué)術(shù)推廣。
根據(jù)弗若斯特沙利文報告，我國結(jié)構(gòu)性心臟病介入器械市場規(guī)模已從2017年的4億元增至2021年的20億元，年復(fù)合增長率為48.3%，并預(yù)計將于2025年達(dá)到104億元，年復(fù)合增長率為51%。
基于結(jié)構(gòu)性心臟病介入器械市場近50%的年復(fù)合增長率，預(yù)計心腔內(nèi)超聲也將高速增長。同時，心腔內(nèi)超聲市場還將隨著房顫消融術(shù)的快速應(yīng)用而持續(xù)擴(kuò)容。
解決臨床未滿足需求，ICE指導(dǎo)手術(shù)更精準(zhǔn)
隨著居民的經(jīng)濟(jì)水平提升及患者對精準(zhǔn)治療的需求提升，心腔內(nèi)超聲將逐漸成為剛需產(chǎn)品。
此前，臨床上有經(jīng)食管超聲（TEE）及經(jīng)胸超聲（TTE）。相較于TEE，心腔內(nèi)超聲的操作靈活，可從心臟內(nèi)部成像，使其更加精確地排查血栓、指導(dǎo)手術(shù)。TEE針對特殊人群需要全麻，使用心腔內(nèi)超聲則僅需局麻，還避免了食管插管的不適體驗及TEE探頭對食管壁黏膜的機(jī)械性損傷和掃描時的熱損傷。
相較于經(jīng)胸超聲（TTE），心腔內(nèi)超聲不受肥胖、肺氣腫、胸廓畸形等因素的影響,可實現(xiàn)更短距離、更高精度成像。
另外，相比于TEE等傳統(tǒng)方式，心腔內(nèi)超聲可實時監(jiān)測術(shù)中血栓形成及心包積液等潛在并發(fā)癥風(fēng)險，提高手術(shù)安全性；心腔內(nèi)超聲由術(shù)者獨立操作，不依賴于超聲科及麻醉科醫(yī)師，手術(shù)安排更靈活，還可降低手術(shù)的人員成本，提高手術(shù)效率，減少手術(shù)各環(huán)節(jié)耗時。
在臨床上，TEE一直是房顫導(dǎo)管消融術(shù)或左心耳封堵術(shù)之前排除左心房及左心耳內(nèi)血栓的金標(biāo)準(zhǔn)。有臨床數(shù)據(jù)顯示：心腔內(nèi)超聲與TEE評估左心耳血栓的精確性相當(dāng)，且ICE的圖像質(zhì)量更高。在診斷左心耳血栓的有效性方面，心腔內(nèi)超聲比TEE更優(yōu)。
同時，心腔內(nèi)超聲導(dǎo)管從左心耳一端向另一端逐層掃描，可完整顯示左心耳各軸向的最大口徑、著陸區(qū)直徑及有效工作深度，從而更精確地指導(dǎo)封堵器的選擇。多中心研究發(fā)現(xiàn)，ICE指導(dǎo)的左心耳封堵術(shù)各環(huán)節(jié)耗時更少、手術(shù)效率更高，麻醉及超聲專業(yè)人員的費用支出顯著降低。
在房顫方面，心腔內(nèi)超聲早已應(yīng)用于房顫導(dǎo)管消融術(shù)。與傳統(tǒng)X線影像相比，心腔內(nèi)超聲可替代或部分替代X線影像，減少射線暴露，并可更清晰準(zhǔn)確地識別術(shù)中心臟情況。
據(jù)2020年發(fā)布的一項對近30萬例接受房顫消融術(shù)的患者長達(dá)14年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，房顫導(dǎo)管消融術(shù)術(shù)中使用心腔內(nèi)超聲可顯著降低住院死亡率，總體并發(fā)癥發(fā)生率可降低52%，還可顯著縮短住院天數(shù)（不使用ICE住院約4天，使用ICE住院約2天）。
基于心腔內(nèi)超聲的精準(zhǔn)手術(shù)，風(fēng)險低、并發(fā)癥少、住院時間短、恢復(fù)快，因此我們預(yù)計其將更大范圍地應(yīng)用于臨床。
全球器械巨頭合縱連橫，國產(chǎn)創(chuàng)新企業(yè)如何突破？
截止目前，全球器械巨頭西門子、飛利浦、GE醫(yī)療、強(qiáng)生、雅培、波士頓科學(xué)等均已布局心腔內(nèi)超聲。其中，西門子、強(qiáng)生、飛利浦等企業(yè)已推出或研發(fā)出3D、4D心腔內(nèi)超聲產(chǎn)品。
例如，西門子已于2022年最新獲FDA批準(zhǔn)的AcuNav Volume 4D ICE導(dǎo)管可提供2D、4D心腔內(nèi)成像，2D、4D彩色多普勒血流顯像以及頻譜多普勒。臨床專家表示，該款I(lǐng)CE導(dǎo)管開拓了應(yīng)用范圍，使以前不能進(jìn)行結(jié)構(gòu)性心臟介入手術(shù)的患者得到治療，如經(jīng)食道超聲禁忌癥患者、全身麻醉禁忌癥患者及三尖瓣反流患者。
強(qiáng)生研發(fā)了4D心腔內(nèi)超聲導(dǎo)管NuVision，該產(chǎn)品目前還處于注冊申報階段。資料顯示，該款NuVision心腔內(nèi)超聲導(dǎo)管可進(jìn)行實時超聲成像，具有90°×90°視野，約15厘米的穿透深度，還可提供2D和4D彩色多普勒血流顯像。除了NuVision，強(qiáng)生還推出了SoundStar（3D）超聲導(dǎo)管，可提供實時的心內(nèi)超聲心動圖成像和導(dǎo)航。
值得一提的是，強(qiáng)生與GE醫(yī)療合作，其NuVision心腔內(nèi)超聲導(dǎo)管配套使用的是GE醫(yī)療的Vivid Ultra Edition超聲系統(tǒng)。同時，強(qiáng)生還與GE醫(yī)療于2021年達(dá)成合作，共同打造綠色導(dǎo)管室整體解決方案，各自提供優(yōu)勢產(chǎn)品，使房顫導(dǎo)管消融術(shù)實現(xiàn)零射線、更安全、更精準(zhǔn)。
另外，飛利浦也與雅培展開合作，雅培推出的ViewFlex Xtra ICE 導(dǎo)管可與飛利浦的CX50 xMatrix超聲系統(tǒng)配套使用。
除了這些跨國械企在合縱連橫外，創(chuàng)新企業(yè)也在積極突破。例如，孵化于醫(yī)療科研機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新企業(yè)Conavi，其Foresight ICE系統(tǒng)已于2016年獲FDA批準(zhǔn)，且該公司于2014年與日本上市公司Japan Lifeline合作，由Japan Lifeline在日本獨家分銷其ICE產(chǎn)品；并于2017年與中國上市企業(yè)遠(yuǎn)大醫(yī)藥合作，由遠(yuǎn)大醫(yī)藥在中國獨家銷售Foresight ICE等產(chǎn)品。借助Japan Lifeline、遠(yuǎn)大醫(yī)藥等上市企業(yè)的力量，預(yù)計Conavi的Foresight ICE系統(tǒng)將快速應(yīng)用。
在國內(nèi)，目前主要有四款已上市ICE產(chǎn)品，分別由西門子、波士頓科學(xué)、強(qiáng)生、雅培提供。不過，國內(nèi)也有霆升科技、賽禾醫(yī)療、冰晶智能、心寰科技等創(chuàng)新企業(yè)開始積極研發(fā)心腔內(nèi)超聲，且已取得突破性進(jìn)展。
例如，霆升科技布局研發(fā)了二維心腔內(nèi)超聲及4D ICE產(chǎn)品。前者主要用于簡單的結(jié)構(gòu)性心臟病與電生理手術(shù)；后者則主要用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)性心臟病及電生理手術(shù)。兩者相互配合，將滿足大部分結(jié)構(gòu)性心臟病及電生理領(lǐng)域的需求。2022年3月初，霆升科技成功完成國產(chǎn)化ICE第一例探索性人體臨床試驗，實現(xiàn)了國產(chǎn)ICE的突破。
對于霆升科技、賽禾醫(yī)療等創(chuàng)新企業(yè)而言，一方面，心腔內(nèi)超聲、結(jié)構(gòu)性心臟病、房顫消融等均處于發(fā)展初期，滲透率較低，還有極大的發(fā)展空間；但是另一方面，全球知名械企積極布局心腔內(nèi)超聲，將給企業(yè)帶來巨大競爭壓力。
對此，霆升科技創(chuàng)始人張冬宇表示：“國產(chǎn)心腔內(nèi)超聲行業(yè)想要實現(xiàn)突破，需要相關(guān)企業(yè)沉下心來，專注于換能器工藝、連接線纜工藝、封裝工藝的開發(fā)和優(yōu)化，確?？蛇_(dá)到量產(chǎn)化的生產(chǎn)效率及良品率，并盡可能下降制造成本。這些均需要各企業(yè)投入大量的研究人員、設(shè)備、環(huán)境、資金以及時間。”