浙江大学研发的高速双模成像系统(HDMI)结合光声与超声技术,仅需12秒即可完成全乳腺扫描,将诊断特异性提升3倍。这项技术不仅无创、无辐射,更对东亚女性常见的致密性乳腺表现出显著优势,为乳腺癌的早期精准诊断提供了一种全新且高效的解决方案。
智能速览
浙大团队开发高速双模成像系统,融合光声与超声技术。
全乳腺扫描仅需12秒,实现10帧/秒实时双模态成像。
临床验证特异性提升3倍,高达75%,同时保持97.7%敏感性。
相较于核磁,该技术无需注射造影剂且速度大幅提升。
技术对致密性乳腺友好,为东亚女性提供更适宜的诊断选择。
精华内容
这项技术的突破不仅是速度的飞跃,更是诊断精度的质变,其背后是光声与超声两种成像模态的巧妙融合。
双模态融合原理
HDMI系统的核心在于光声成像与超声成像的有机结合。光声成像主要反映组织的光学吸收信息,能够精准揭示病灶及其周边的生理环境,尤其是血供情况;而超声成像则主要提供组织的声学反射特性,展示结构信息。
研究人员形象地比喻,这相当于超声图像看“发型和脸型”,光声图像则用来看“眼睛和鼻子”,二者互为补充,共同构成一幅全面的诊断图像。通过高速切换开关,两种成像模式交替进行,帧率可达每秒10帧,在用户看来,双模图像就像在同一位置实时显示。
性能与临床验证
在性能方面,HDMI系统实现了10帧/秒的双模态实时成像,穿透深度可达5厘米,能够在12秒内完成全乳腺扫描,且整个过程无需电离辐射和造影剂。
为了验证其临床价值,研究团队开展了一项涉及170名患者和186个乳腺肿瘤的临床测试。基于测量的双模态影像信息,团队建立的机器学习诊断模型表现卓越。相较于传统临床超声检查,HDMI将诊断特异性从22.5%大幅提升至75%,同时保持了97.7%的高诊断敏感性。
对比现有技术
与传统诊断方法相比,HDMI的优势明显。乳腺X线摄影(钼靶)对东亚女性,尤其是年轻女性的致密性乳腺并不适宜,存在图像对比度差、灵敏度低的问题。HDMI技术对致密性乳腺同样友好,且无需过度挤压,没有电离辐射。
相较于核磁共振(MRI),HDMI的主要优势在于避免了注射含重金属的造影剂,降低了频繁使用的风险,并将扫描时间从几十分钟缩短至12秒,因此在疗效监测与评估方面更具优势。
应用前景与挑战
目前,HDMI技术已在乳腺癌早期诊断领域展现出巨大潜力。未来,该技术还有望拓展应用于颈动脉斑块、关节炎、皮肤成像等多个领域,应用前景广阔。
当然,该技术若想转化为受欢迎的临床产品,仍面临建立专家共识、制定诊疗规范和行业标准等挑战。目前,研究团队已成立技术转化实体利影科技,推动技术的产业化落地,并已推出相关科研平台。
HDMI系统以其高效、精准、安全的特点,为乳腺癌诊断开辟了新路径。尽管从实验室走向临床普及仍需建立行业规范,但其展现出的巨大潜力已足够令人期待。这项技术将如何改变未来的医学影像格局?