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在美国顶级卒中中心工作10年,回国二次创业,他用完整的心脑血管产品满足全诊疗流程

2019年06月17日 9712人阅读


 仅仅成立2年,这家公司就利用计算流体力学仿真、图像处理、深度学习等技术为心脑血管疾病精准诊疗提供了完整的解决方案,配套自主研发的耗材,全面提升心脑血管疾病个体化诊疗能力


其产品线已经涉及心脑血管病的筛查、诊断、手术预案、高值耗材的全诊疗流程。为了对这家公司有更加深入的了解,动脉网记者专访了脉流科技的创始人向建平博士。

 

脉流医疗的产品线


丰富的经验决定多产品研发的底气


脉流医疗的产品线敢于如此设计主要与创始团队的能力和经历有关


其创始人向建平本科和硕士就读于天津大学力学专业,流体力学不仅是航空航天领域的基础,在医学领域也应用广泛。


2007年,向建平获得美国多所大学的博士全奖,最终选择纽约州立大学布法罗分校,不仅因为布法罗大学是杰出的工程学院,更主要是因为该校有著名的脑中风和血管病研究中心——东芝卒中和血管研究中心(TSVRC)。


美国约1/3的神经外科医生做介入的都是在这个中心进行神经介入手术培训。2017年,中国最大的国际脑血管会议OCIN大会由五位全球顶级专家组成讨论小组,其中三位和这家中心密切相关。


这个中心由工程学院和医学院联合建立,在心脑血管疾病研究和治疗方面享誉全球。中心创始主任Hopkins博士是“世界神经介入之父”,现任主任是向建平在美国的临床导师Adnan Siddiqui教授。


Siddiqui教授每年受邀2-3次到中国做报告,讲授最新的治疗理念和方法,从动脉瘤的最新治疗方法,到取栓的最新治疗理念。最近著名的COMPASS Trial,其作为核心PI,其最新结果在2019年发表在柳叶刀杂志上,详细介绍了用大口径导管直接吸栓的理念和经验。


向建平在美国读博时有两位导师,一个是工科导师,一个临床导师。在读博士的5年,每逢星期三,他会跟着临床导师学习临床知识,了解脑卒中介入手术的流程、患者需求和临床需求


为了更好的理解临床问题,向建平选修了解剖学、病理生理学等医学课程和细胞生物学等课程,为其打下深厚的交叉学科背景。

 

布法罗世界介入中心


东芝卒中和血管病研究中心位于布法罗世界介入中心的8楼,而这栋八层的大楼由两部分组成,下面四层由当地最大的私立医疗机构Kaleida Health建立的血管病治疗中心GVI,上面四层是布法罗大学建立的临床转化研究中心CTRC。


和这栋大楼连通的是布法罗总医院,与附近的癌症研究中心和布法罗妇女与儿童医院等医疗机构形成布法罗的医疗中心。


向建平在这里工作了10年,从一个对医学和生物只有基础了解的机械工程毕业生逐渐成为机械设计、流体力学、生物和医学方面的复合型人才。虽然不是临床医生,这10年下来,让他对脑血管、心血管疾病的诊断和治疗理解非常深入。


在美国期间,向建平发表了超过100篇学术论文。回国前,向建平在布法罗大学神经外科做教职,作为PI或共同PI拿到多个研究基金,包括竞争最激烈的美国NIH基金。

 

向建平与其导师Siddiqui教授的合影


建立诊疗的标准化流程体系


在血流动力学应用于动脉瘤破裂风险预测方面,向建平建立了整套动脉瘤血流动力学模拟计算的标准化流程,并且通过大量动脉瘤临床真实影像数据的血流动力学模拟,建立了预测动脉瘤破裂风险的RRS评分体系

 

在读博后期,向建平主导开发了动脉瘤破裂风险预测的完整解决方案AView分析系统。该系统提供一系列自动化处理流程,包括从最开始影像输入进行图像的分割,动脉瘤形态学计算,血流仿真计算和可视化,以及最后的手术预案,在全世界8个中心进行临床研究和应用。


在血流动力学的研究之外,向建平在介入耗材领域也有深入研究。血管病的形成、发展和风险预测以及治疗都与血流动力学紧密相关,针对同一个动脉瘤,有不同治疗方案,在手术之前通过仿真计算不同治疗方案产生的不同血流改变,从中选择最佳的手术治疗方案。


美国、欧洲以及以色列的许多医疗器械厂商都与布法罗介入中心进行了合作。与临床导师一起,向建平与十几家医疗厂家建立了紧密合作关系,包括通过仿真计算确定最佳器械设计方案,也包括临床前通过计算仿真来演示如何最佳使用,这些都与血流动力学密切相关


在回国前,向建平与Siddiqui教授参与组建了一家神经介入高值耗材公司,负责产品设计并参与公司融资。这给向建平回国创业奠定了基础,包括创新产品的很多专利申请,都是基于和临床导师的反复讨论的成果。


回国三年多,向建平创办了两家公司,第一家做颅内弹簧圈产品开发和生产,脉流科技是第二家。第一家公司的创办给向建平积累大量经验,从最初厂房的选址和规划,到万级洁净厂房的建立,产品的研发和型检,动物实验以及临床试验和临床拿证。


作为连续创业者,向建平在第二次创业中给脉流科技的定位是提供心脑血管病完整的解决方案,包括心脑血管病的筛查、识别、诊断、手术预案以及高值耗材的研发和生产。


在这次创业中,向建平更注重团队的建立,团队核心研发人员中有十几位都和向建平经历类似,他们在海外从事相关领域的学习和研究,在计算流体力学、有限元分析、图像处理、深度学习等方面积累了丰富经验


脉流科技的合伙人冷晓畅是南卡罗来纳大学机械工程博士,与向建平相识于美国。冷晓畅是血管壁和医疗器械有限元分析方面的专家,在脉流团队里负责多个板块,包括心脑血管的手术精准医学、医疗器械设计的仿真优化、还有医疗设备的生产等。


另一位合伙人赵行是麻省理工的计算机博士,曾合伙建立过一家基于计算机视觉的广告评级公司,估值数千万美元,也在Facebook研究院、NVIDIA等公司工作过,在计算机视觉,深度神经网络进行图像分析方面有很深的造诣。在脉流团队里,主要负责各种不同医学图像的深度学习分割、识别,还有AI识心电系统的核心深度学习算法等。


 

脉流科技创始团队



涵盖诊断、手术预案和高值耗材的脑血管产品


向建平告诉动脉网记者,由于自己在血流动力学和颅内血管介入耗材的研究积累。脉流科技成立之初,是从脑血管产品诊断、手术预案和耗材产品切入的。


随着颅内血管产品的成熟,考虑到心脑血管诊疗的相似性,脉流科技决定研发心血管领域的产品。伴随团队的壮大,产品线才逐步扩展到现如今的水平


1脑动脉瘤诊断产品AneuFlow

 

脑中风包括出血性中风和缺血性中风,其中颅内动脉瘤的破裂是出血性脑中风的主要原因,把未破裂动脉瘤进行破裂风险分级是脑中风领域的一大难题。


过去,临床医生往往认为越大的动脉瘤越容易破裂,但是临床医生发现大量的破裂动脉瘤是小动脉瘤,所以动脉瘤的大小根本没法对动脉瘤破裂风险进行分级。

 

基于向建平的研究积累,脉流科技团队开发一套动脉瘤破裂风险分析系统AneuFlow,基于病人的医学图像,进行血流动力学分析,能够对脑动脉瘤破裂风险进行有效评估。AneuFlow产品目前在拿注册证的过程中,预计2019年底拿到国内注册证

 

2脑动脉瘤手术预案产品AneuPlan

 

脑动脉瘤的治疗包括外科开颅手术进行动脉瘤的夹闭和介入手术对动脉瘤进行栓塞,因为其微创特性,目前更多选择后者。但是介入手术有复发危险,有时候某个动脉瘤会经过多次栓塞,如何选择不同的栓塞耗材和栓塞方法往往是治疗的关键。

 

脉流科技联合华山医院的专家,开发一套快速动脉瘤虚拟治疗的算法,基于三维医学图像进行动脉瘤快速三维重构,不仅可以根据三维重建的动脉瘤和载瘤动脉的形态学,规划弹簧圈型号的选择和支架或者密网支架尺寸的选择,并且可以术前应用快速有限元的方法对动脉瘤进行不同的虚拟治疗和应用计算流体力学进行血流动力学分析。

 

根据具体病人的动脉瘤特征进行个性化手术预案,从不同的手术预案中,选择最佳的治疗方案。从而降低手术风险和进行精准化治疗,提高动脉瘤治疗的预后。

 

3脑中风耗材产品

 

脉流科技的创始团队在美国时候积累了大量脑中风产品的研发经验,向建平联合美国导师团队开发了在脑动脉瘤介入治疗和取栓一系列的脑中风耗材产品。目前脉流科技完成了14项专利的保护和样品的生产,多个专利已经获得授权。

 

其新型颅内支架解决了市面上产品不柔软,容易打折,不好进入小血管的问题;新型血流导向装置解决了编制类支架短缩性严重,不好准确释放的问题;大口径的取栓导管将会更好的抽吸血栓;新型机械取栓装置不仅仅具备全身显影的特性,并且可以同时捕获稳定性血栓、硬血栓和易碎的血栓,更好提供机械取栓成功率

 

脉流科技不仅与美国多家脑卒中中心进行紧密合作,也与国内多家脑中风中心进行密切合作,包括上海华山医院、上海长海医院、北京天坛医院等顶级医院,与这些医院的专家们不仅一起联合申请多项国家基金,并且已经联合发表和合作了10几篇学术论文。



覆盖筛查、诊断和手术预案的心血管产品


血流动力学不仅在脑血管病诊疗中具有决定性作用,在心血管诊疗中也发挥着相同的作用。相对于脑血管病,不仅有脑动脉瘤、脑血管狭窄、脑血管急性脑梗等多种疾病种类,心血管病相对单一,主要是冠心病,给心脏供血的冠状血管发生狭窄引起心肌缺血。


1心血管诊断产品

血管狭窄引发的冠心病的诊断,通常是拍摄冠脉CTA影像,通过影像判断狭窄的情况,但是影像学的狭窄指数,与血管供血能力并不匹配。

 

过去20年的发展,在心脏领域已经非常明确冠心病的诊断是通过血流动力学FFR来评判的。FFR是血流储备分数,定义是冠脉狭窄后最大血流与假如没有狭窄的最大血流之比,FFR是心肌供需关系的指标,在临床上可以通过压力导丝进行有创测量,FFR是目前冠心病检测的“金标准”。

 

现在的有创FFR检测需要在导管室环境下进行测定,插入压力导丝,病人比较痛苦,且时间较长。而脉流科技在已有的技术积累下,基于医学影像和计算流体力学,开发了无创技术,可实现冠脉的无创FFR检测

 

脉流医疗无创检测FFR产品有两个:基于冠脉CTA的无创功能学分析系统AccuFFRct和基于冠脉造影的无导丝功能学分析系统AccuFFRangio,两个产品都可以避免有创的FFR检测。

 

冠心病患者的诊疗流程是先挂心内科门诊,心内医生如果初步诊断为冠心病往往先会建议患者做个冠脉CTA,根据冠脉CTA的狭窄程度进一步确认是否需要进入导管室,但是冠脉CTA仅仅提供解剖学的狭窄信息,没法进行功能学评估。


AccuFFRct主要用在这个场景,在冠脉CTA做完后,根据解剖学信息进一步提供功能学评估,基于冠脉CTA的无创FFR技术可以减少61%不必要的冠脉造影。

 

但是,有些患者情况紧急来不及做冠脉CTA,就直接推进介入手术室进行有创的冠脉造影,但是医生判断患者是否需要放置支架或者其他方案,还是需要了解冠脉FFR值,基于冠脉造影的无导丝功能学分析系统AccuFFRangio就是应用于这种场景,可以在5分钟内进行无创的FFR测量,帮助医生更好规划冠脉介入手术。

 

脉流科技的无创AccuFFRct产品和无导丝AccuFFRangio设备预计今年拿到CE证,明年拿到中国CFDA的注册证

 

目前,脉流科技在国内包括浙医二院、安贞医院、中山医院、西京医院等在内的15家医院完成了100多例的临床验证,准确性为92%,血流动力学计算速度为5分钟。在与心内科紧密合作无创FFR过程中,脉流科技与心内专家经过详细调研,开展了心血管筛查和手术预案产品,包括AI识心电的系统DeepECG和血管内超声AI系统DeepIVUS。


2心血管筛查产品

在医院调研时,向建平发现不少医护人员看不懂心电图,还得通过微信群向心内专家请教。遇到晚上急诊或者专家没空,医生要等很长时间才可以得到结果。


AI识心电-DeepECG产品就是为了帮助医生精准识别心电图,未来将用于体检和基层医疗机构的心电图筛查。


3心血管手术预案产品

血管内超声(IVUS)目前在心内科介入手术中应用得越来越广泛,但是读得懂IVUS图的心内介入医生很少,DeepIVUS产品是为了解决这个临床需求而开发。脉流科技的血管内超声指导治疗系统-DeepIVUS产品可以实现内膜、外弹力膜、板块参数等指标的自动计算,并制定个性化的治疗方案,解决医生解读、理解血管内超声图像的问题。



核心技术不仅是计算流体力学


说起脉流科技的优势,除了人才之外,向建平还提到以下几点:

 

第一,脉流科技的产品围绕心脑血管疾病,研发了涵盖筛查、诊断、精准治疗、耗材完整的诊疗流程,提供心脑血管病完整的解决方案。但是核心的思路是脉流团队从自身优势出发,一步一步扩大产品领域,覆盖完整解决方案,而不是从一开始就开展多个产品线。

 

第二,脉流科技的创始团队大多是工科背景,在研究过程中与临床又有紧密的合作,对临床有很深刻的理解。团队会站在临床医生的角度设计产品的功能和应用方式,让产品既能解决医生的问题,又能提高医生的效率。

 

第三,脉流科技与众多医院有很深的合作关系。天坛医院、长海医院等医院从事神经介入等方面的专家有不少都去向建平工作和学习的医院进修过,彼此之前很早就有研究项目合作,有深厚的合作基础,并且脉流团队在学术圈有很好的基础,发表了大量学术论文,这为脉流和国内心脑血管病科室合作提供了天然的基础。

 

第四,脉流科技的冠脉CTA功能学分析系统采用的核心技术是计算流体力学而不是人工智能技术。利用人工智能进行技术进行血流计算存在一定的不足,它需要大量的真实世界的数据用于训练,但是这些数据的获取是很困难的,而且每个医院的情况不同,最后落地的时候还需要打磨。



已完成千万首轮融资


冠脉无创功能学评估是目前脉流科技的一个重点, FFRct的无创检测已经被国内外医生认可,国内已经有相应的市场基础,为脉流医疗推广无创FFR技术提供很好的基础。

 

目前FFRct在美国、日本、欧洲已经开始推广和应用,从事心血管疾病个性化精准诊断的公司HeartFlow已经研发出同类产品,去年HeartFlow发布的数据显示,美国75%的拥有保险的美国居民都享有该项目的报销资质。

 

在日本,FFRct检测进入了医保。在欧洲,无创FFRct检测也已经进入临床指南。跟HeartFlow产品相比,脉流科技的无创FFR技术不仅从计算时间明显缩短,其临床结果也更准确。

 

最后值得一提的是,脉流科技已经完成数千万级的融资,目前正在进行新一轮融资


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