本期嘉宾
解放军总医院第一医学中心超声诊断科主任、主任医师、教授、博士生导师。现任北京超声医学学会理事长、中国研究型医院学会超声医学专委会主任委员等职。先后承担国家及省部级课题10余项,获军队科技进步一等奖1项、二等奖3项,国家专利14项。
我们看到的各种视频,本质上都是许多连续的图像。帧率,便是一秒钟出现了几张图像。
电影被称为“24帧的艺术”,意味着每秒有24张图像。随着帧率的提高,电影也带来了更大的信息量和更丰沛的细节。
超声医学亦是如此。如果人体是片场,血流微动是表演,那么超声医生便是掌镜的摄影师,更高的成像帧率,才能呈现更多的诊断细节。
2018年,迈瑞医疗携手罗渝昆教授团队,共同开发了高帧率造影成像技术(HiFR-CEUS),并成功将技术应用于Resona R9超声仪,为超声医生带来更精准的诊断信息。
珞珈山下,东湖之畔。我们与罗教授相约在江城落樱的季节,从高“帧”远瞩讲开去。
A:超声造影被誉为超声医学的第三次革命。进入中国20余年,超声造影被广泛应用在了腹部、妇产、浅表、心血管等很多领域,极大地提升了诊断能力。
举个例子,没有超声造影时,肝脏占位性疾病的诊断率大概只有50%~60%,那些2cm以下的肝脏占位,我们的诊断率甚至只有20%~30%。随着超声造影技术的出现,现在的肝脏肿瘤诊断率能到90%以上。
A:确实,很多医生可能都有和你相同的疑惑。但我们要知道,医学的发展是永无止境的。
虽然常规超声造影能将肝脏疾病的诊断率从50%提升到90%,但还有最后的10%是它诊断不了的,这就是高帧率造影要填补的空白。
A:像FNH(肝脏局灶性结节性增生)和肝癌,它们是临床上非常需要明确鉴别的一组疾病。以前时常出现良性FNH误诊为肝癌的情况。
FNH的特征表现是异构的动脉血管,但这些小动脉的血流灌注非常迅速,可以在零点零几秒间灌注到整个结节。常规的超声造影,10到15帧的帧率对这种病灶的特征表现有点捕捉不住。可能在每一帧的空档期,病灶异构血管就已经完全填满了,和周围的病灶表现变成一样的了。
HiFR-CEUS显示离心性(放射状)灌注模态,微泡从中心流向外周。结合延迟相(此处未显示)考虑FNH
FNH: Focal Nodular Hyperplasia Video courtesy of Prof. Giangregorio, Piacenza Regional Hospital, Italy
HiFR-CEUS显示向心性灌注模态,微泡从周边向中心填充,结合延迟期消退(此处未显示),考虑HCC
HCC: HepatoC ellular C arcinoma Video courtesy of Prof. Fei Xiang, Dept. of Ultrasound, General MilitaryHospital, China
A:对,常规超声造影抓不住这零点零几秒异构的血管,那怎么办?要攻克这个问题,就要提高时间分辨率,用更快的速度把特征性血管找出来。后来开发的高帧率造影,在腹部条件下可以达到80帧的帧率,浅表条件下甚至能达到120帧。
HiFR-CEUS“拉长”小血管瘤(< 2cm)视觉体验,可清楚观察逐渐充盈灌注过程
Video courtesy of Prof. Fei Xiang, Dept. of Ultrasound, General Military Hospital, China
HiFR-CEUS清晰可视,突破肝包膜呈侵入性生长小HCC(< 1cm),动脉期呈向心性灌注模态
Video courtesy of Prof. Fei Xiang, Dept. of Ultrasound, General Military Hospital, China
A:超声造影这项技术在中国已经基本普及了,高帧率其实就是常规超声造影的进一步完善,在不影响空间分辨率的情况下,提高了时间分辨。
我想,有多少超声医生接受超声造影技术,理论上就有多少医生接受高帧率。因为给超声医生更先进的设备,他们一定能更好地解决临床问题。未来,高帧率造影成像技术一定会被所有超声医生和使用造影技术的医生所认可。
A:我记得是2017年,迈瑞的研发人员到各个医院回访,看看有没有什么问题可以帮助临床医生解决。我们当时已经发现常规超声造影存在一些临床上的不足,便向迈瑞的工程师提了出来,希望让成像帧率更快一点。
其实301医院和迈瑞不是第一次合作了。早在2014年,我们就共同研发了国内首款搭载超声造影技术的便携式超声仪M9,这款机器也是特别受到临床医生的欢迎。
2020年8月,中国医师协会超声医师分会会长何文,中国医师协会超声医师分会介入超声专委会主任委员谢晓燕,中国医师协会超声医师分会总干事罗渝昆以及迈瑞医疗中国区医学影像总经理黄鹏程,共同见证迈瑞高帧率造影技术的全新发布。
A:工程师们有这方面的技术,只是他们不知道技术能用在什么地方。所以我们提出问题,让工程师带着问题回去研发。
回去后,他们很快就把帧率提高到了八九十帧。
A:没有,我们在实际用的过程中发现完全不是这么回事,没这么简单。时间分辨率和空间分辨率是两个完全不同维度的问题。
你可能提高了时间分辨率,但牺牲了空间分辨率。怎样给这二者找到一个最佳的结合点,在不牺牲,或者很少牺牲空间分辨率,不影响临床对空间结构识别的情况下,提高时间分辨率,才是我们要实现的目标。
A:通过多次合作,我们体会到产学研医的这种密切合作对推动医学技术的发展太重要了。
比如现在的三维超声是通过后台重组的三维,是静态图像,临床医生难以共鸣,患者看不懂。那通过产学研医合作,工程师们可以不断优化算法,提升成像质量,让三维、实时三维、高帧率实时三维,甚至实时三维造影技术的帧率,都进一步得到改善。
可以畅想,超声影像将成为一个非常直观的技术,专家容易诊断、临床医生有共鸣、患者看得懂。我相信,随着合作的不断加强,这个畅想在不久的未来一定会实现。
A:不断追求更高的诊断率、更微创的治疗技术、更好地给患者的身心健康带来服务,是所有医学工作者一辈子的目标。
我觉得可以用一个词——浸泡式,来形容我们的临床工作,就是把自己全身心地沉浸到对患者的诊断和治疗中去,沉浸到追求完美的境界中。带着这种想法和信念,就能一步步克服我们临床中遇到的,哪怕是一个小问题,进步一点点,做得更好。
就像高帧率造影,虽然普通帧率已经能解决大部分问题了,但还是有一些高速变化我们捕捉不到,这时候我们就要想着怎么来解决。事实上,最后我们也确实通过医工合作实现了。
A:所有的医学创新都不是凭空而来的,它一定是在和患者的不断沟通中发现的。所以我想告诉年轻医生,要踏踏实实地做好自己每天的本职工作,要不厌其烦地和患者做近距离的沟通,要用心、用情地帮助患者。
带着这种想法和信念,“浸泡式”地去工作,把自己全身心地投入到为患者解决问题中,葆有解决困难的勇气,不断追求完美,我觉得这也是医学发展的源动力。