目前醫(yī)學(xué)影像設(shè)備行業(yè)正處于快速增長時期，尤其是乳腺癌篩查影像設(shè)備，預(yù)期市場規(guī)模數(shù)百億。本項目屬于生物醫(yī)學(xué)超聲學(xué)中的超聲層析成像技術(shù)領(lǐng)域。

乳腺癌已經(jīng)是全球發(fā)病率最高的癌癥，其早期篩查成像至關(guān)重要。現(xiàn)有的主要篩查成像方法有：乳腺X線攝影（乳腺鉬靶）、乳腺超聲和乳腺核磁，但現(xiàn)有方法均存在不足。首先，乳腺鉬靶可獲得高分辨率的乳腺二維投影圖像，但是其圖像中可疑組織會與乳腺組織相互重疊，尤其對于乳腺含量較高的致密乳房，很難有效篩查；第二，乳腺超聲可以獲得乳腺的斷層圖像序列，從而避免可疑組織與乳腺組織的相互重疊，但是其圖像質(zhì)量欠佳，且嚴(yán)重依賴醫(yī)生技術(shù)；第三，乳腺核磁可提供乳房的三維圖像，但其不僅比較笨重，而且價格非常昂貴，不適用于大規(guī)模早期篩查。

針對現(xiàn)有乳腺超聲技術(shù)的局限性，新型乳腺超聲層析成像可自動獲取高分辨率的三維乳腺圖像。該技術(shù)采用超大孔徑環(huán)陣探頭，實(shí)現(xiàn)360度全向聚焦合成孔徑成像，從而獲得超高分辨率反射圖像；同時，乳腺超聲層析成像設(shè)備通過自動機(jī)械移動環(huán)陣探頭，實(shí)現(xiàn)自動化的乳腺三維成像，降低了對操作醫(yī)生技術(shù)水平的依賴性。此外，該技術(shù)還能利用透射波的傳播時間及強(qiáng)度，重建定量的聲波傳播速度分布圖像和聲波衰減分布圖像。

本項目的成果是一款創(chuàng)新型三維乳腺超聲層析成像設(shè)備，該設(shè)備作為新型乳腺癌篩查工具，能夠自動獲取三維高分辨率乳腺圖像。核心技術(shù)成像流程如下：首先，受檢者需平臥在床上，使乳房通過床上的一個開口自然下垂，浸入開口下方的水箱中，并由環(huán)形超聲換能器陣列包圍乳房，通過多通道收發(fā)前端和多路復(fù)用器，依次控制各超聲換能器發(fā)出聲波，同時其他換能器接收回波和透過波信號。核心技術(shù)借助超大孔徑環(huán)陣探頭顯著提升傳統(tǒng)超聲圖像質(zhì)量，利用透過波聲速信息解決相位誤差問題，結(jié)合機(jī)械移動自動獲取三維圖像，并輸出最終篩查結(jié)果。該設(shè)備的主要客戶群體包括各級醫(yī)院、醫(yī)療體檢機(jī)構(gòu)和第三方醫(yī)學(xué)影像中心。

目前該項目在持續(xù)研發(fā)完善中，截至2022年，該技術(shù)已經(jīng)完成了關(guān)鍵核心技術(shù)包括環(huán)陣超聲換能器、128通道多路收發(fā)前端、2048通道多路復(fù)用器和成像算法（如圖）。