數(shù)字超聲中國(guó)造

人們?nèi)メt(yī)院體檢，要做B超。從前的B超機(jī)很大，但今天，同樣是一臺(tái)B超檢驗(yàn)儀器，個(gè)頭卻變得幾乎和筆記本電腦一樣。

深圳邁瑞超聲設(shè)備研發(fā)總工程師黃宇星說(shuō)，我們研發(fā)的彩色超聲波檢測(cè)儀，雖然個(gè)頭小，但功能全，性能

黃宇星用他們的機(jī)器演示了一些圖象，其中的三維胎兒圖象，胎兒的胳膊、腿，甚至手指頭都非常清晰。這臺(tái)小彩超機(jī)的圖象質(zhì)量，比一些大的超聲機(jī)器還要好。（圖1）

黃宇星說(shuō)，超聲機(jī)有帶輪子的臺(tái)式機(jī)，有120公斤重；有一種便攜式機(jī)器，大概有10公斤重，而我們這臺(tái)手提式彩超機(jī)只有6.5公斤。

多普勒效應(yīng)是指物體輻射的波長(zhǎng)因?yàn)楣庠春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。B超、彩超是將聲波的多普勒效應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的診斷的設(shè)備，它們的探頭產(chǎn)生連續(xù)不斷的超聲波，向人體內(nèi)器官發(fā)射，當(dāng)波束遇到運(yùn)動(dòng)的臟器和血管時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，反射信號(hào)被換能器接受后，醫(yī)生便能根據(jù)反射波與發(fā)射的頻率差異判斷人體臟器的狀況。

航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院教授樊瑜波教授說(shuō)，邁瑞公司的這種便攜式彩超目前應(yīng)用還不多。以前人們認(rèn)為檢測(cè)機(jī)器越大越好，而現(xiàn)在醫(yī)療儀器有逐漸小型化的趨勢(shì)，甚至小到像手機(jī)上也可以集成很多功能，比如測(cè)血壓，測(cè)體溫，測(cè)心率，甚至把彩超機(jī)做成手機(jī)這么大，也完全有可能。這是一個(gè)趨勢(shì)，微型化小型化，但功能更多，性能更強(qiáng)大。

黃宇星研發(fā)的便攜式彩色超聲機(jī)M7，是目前行業(yè)內(nèi)最高端的便攜式彩超。自1995年到2008年，從零開(kāi)始發(fā)展到行業(yè)內(nèi)尖端產(chǎn)品研發(fā)成功，他們是如何完成一系列的飛躍，走出民族品牌之路？（圖2）

黃宇星說(shuō)，我來(lái)邁瑞以前在西安交通大學(xué)當(dāng)老師，在交大時(shí)研究過(guò)超聲。而當(dāng)時(shí)高校要做超聲儀器，投入很大，學(xué)校投不起錢(qián)也找不到錢(qián)。邁瑞在1995年想進(jìn)入超聲領(lǐng)域，我和他們一談就去了這家公司。

樊瑜波說(shuō)，這是相當(dāng)難的一個(gè)領(lǐng)域，醫(yī)學(xué)影象設(shè)備比信號(hào)采集和監(jiān)護(hù)類設(shè)備要難很多。超聲的探頭、大樣本數(shù)量的采集和快速處理，都有很高的技術(shù)要求。

數(shù)字超聲的工作原理是通過(guò)探頭，發(fā)出2兆以上人耳聽(tīng)不到的超聲波到人體之內(nèi)。在體內(nèi)，這些超聲波束碰到人體的器官后會(huì)發(fā)生反射，探頭接收到反射回來(lái)的聲波，通過(guò)主機(jī)的轉(zhuǎn)換器，把反射波束信號(hào)合成為能識(shí)別的圖像，幫助醫(yī)生判斷患者狀況。20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)超聲市場(chǎng)百分之八十的份額被國(guó)外公司占領(lǐng)，要想進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，搭建自己的技術(shù)平臺(tái)，做自己的品牌，又該從何入手呢？（圖3）

黃宇星說(shuō)，當(dāng)初在超聲醫(yī)學(xué)診斷儀器市場(chǎng)上，大部分采用模擬技術(shù)，但那時(shí)數(shù)字技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生了，主要用在高端彩超上，體現(xiàn)出數(shù)字技術(shù)比模擬技術(shù)對(duì)提高圖象質(zhì)量有很大優(yōu)越性。我們既然要進(jìn)入，就從較高的起點(diǎn)做起，這樣能與國(guó)內(nèi)廠家拉開(kāi)差距，同時(shí)又能與國(guó)外廠家更接近，以保證做出的東西有競(jìng)爭(zhēng)力。于是，我們決定做全數(shù)字的。

為什么定位從高端黑白超聲做起呢？

黃宇星說(shuō)，我們估算，在這時(shí)進(jìn)入，做出來(lái)還能有一定的成本優(yōu)勢(shì)，所以最后選擇在最高端的黑白超上采用全數(shù)字技術(shù)，而當(dāng)時(shí)所有的最高端黑白超還都在采用模擬技術(shù)。

數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)計(jì)算處理合成圖像，直觀診斷患者的狀況；模擬信號(hào)只能得到簡(jiǎn)單的波形，由醫(yī)生憑經(jīng)驗(yàn)判斷。當(dāng)時(shí)，只有少數(shù)高端彩超才使用數(shù)字技術(shù)。從模擬到數(shù)字，在技術(shù)上是質(zhì)的飛躍，這對(duì)剛起步的黃宇星團(tuán)隊(duì)是巨大的挑戰(zhàn)。黃宇星研發(fā)團(tuán)隊(duì)用了3年多時(shí)間，完善了超聲主機(jī)處理信號(hào)的放大器等主要部件，做出了第一臺(tái)整機(jī)——全數(shù)字黑白超聲DC-9900。好不容易完成了超聲主機(jī)的研發(fā)，超聲探頭又出了問(wèn)題。

黃宇星說(shuō)，我國(guó)沒(méi)有探頭技術(shù)，探頭技術(shù)一直是國(guó)外超聲設(shè)備公司的核心技術(shù)。

探頭分多種類別：如，突振探頭，用于腹部診斷，看肝、腎、脾等；象共振探頭，主要看心臟。還有看血管、甲狀腺等的專用探頭。（圖4）

探頭在超聲設(shè)備里占有重要地位，聲波的發(fā)射和接收都要通過(guò)探頭。所以，探頭的制造工藝相當(dāng)復(fù)雜，制造與主機(jī)匹配度很高的探頭并不容易。在做超聲設(shè)備最初階段，黃宇星他們只做主機(jī)部分，探頭向國(guó)外訂購(gòu)。一個(gè)突如其來(lái)的變故，讓他們意識(shí)到，探頭也必須要走自主研發(fā)、中國(guó)制造的路。

黃宇星說(shuō)，2001年，我們的高檔全數(shù)字黑白超聲波檢查儀已經(jīng)做出來(lái)，馬上就要上市了。超聲機(jī)的探頭，我們選了兩家外國(guó)公司，決定先由其中一家供貨。“五一”放假回來(lái)，我們接到探頭供應(yīng)商打來(lái)的電話，說(shuō)他們的公司要關(guān)門(mén)了，這可把我們驚出了一身冷汗。要臨時(shí)更換一家公司不可能，因?yàn)樘筋^不是隨便拿來(lái)就能用的，探頭跟主機(jī)的配合，要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究、試驗(yàn)才能達(dá)到所需要求。當(dāng)時(shí)沒(méi)辦法，只好去找第二家。這一變故實(shí)際上對(duì)我們產(chǎn)品的迅速推廣產(chǎn)生了影響。由此，我們認(rèn)識(shí)到探頭必須要自己做，依靠別人是不行的。

經(jīng)過(guò)近一年的努力，黃宇星他們的超聲設(shè)備不再依賴別人的探頭，從而完成了整機(jī)、探頭完全自主產(chǎn)權(quán)。他們的數(shù)字黑白超聲迅速占領(lǐng)了市場(chǎng)。這時(shí)，黃宇星和他的研發(fā)團(tuán)隊(duì)又開(kāi)始研發(fā)數(shù)字彩超。雖然這時(shí)數(shù)字彩超在超聲市場(chǎng)上已經(jīng)不是新鮮事物，但要做自己的品牌，攻克每一個(gè)技術(shù)難關(guān)都不容易。

黃宇星說(shuō)，我們雖然把黑白超做出來(lái)了，但還有很多關(guān)鍵技術(shù)沒(méi)掌握。對(duì)彩超來(lái)講，在血液中反射的信號(hào)比在組織結(jié)構(gòu)中反射更弱，對(duì)放大器、換能器的要求更高，對(duì)靈敏度要求也更高。

黑白超聲和彩色超聲的區(qū)別并不僅僅是圖像上的差別，彩超在黑白超聲的技術(shù)平臺(tái)之上要看到血液流動(dòng)等直觀圖像。為了解決從黑白超聲到彩色超聲的技術(shù)飛躍，他們一遍遍地做實(shí)驗(yàn)。（圖5）

兩年以后，黃宇星認(rèn)為基本上掌握了技術(shù)，所以在2004年正式立項(xiàng)做產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

黃宇星說(shuō)，這是正式的機(jī)器了，2004年10月份立項(xiàng)，2006點(diǎn)10月份正式推出上市。

從數(shù)字黑白超聲到數(shù)字彩超，黃宇星和他的研發(fā)團(tuán)隊(duì)僅用了不到5年時(shí)間完成了技術(shù)上的飛躍。他們把臺(tái)式彩超變小，生產(chǎn)出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)便攜彩超。（圖6）

有人認(rèn)為，機(jī)器做薄、做小是以犧牲產(chǎn)品的某些功能為代價(jià)。而對(duì)此試驗(yàn)結(jié)果顯示，他們研發(fā)的最輕薄的便攜式彩超M7，比便攜式黑白超聲和臺(tái)式彩超更清晰。這款酷似筆記本、超薄機(jī)身的M7，因?yàn)閮?yōu)良的性能，人性化的人機(jī)交互界面，獲得2010年工業(yè)設(shè)計(jì)的最高獎(jiǎng)紅點(diǎn)獎(jiǎng)。

黃宇星說(shuō)，1996年，我們的黑白超機(jī)器在國(guó)內(nèi)要賣(mài)到四五十萬(wàn)；而現(xiàn)在，我們的彩超也只賣(mài)四五十萬(wàn)。我們沒(méi)有時(shí)，彩超的市場(chǎng)價(jià)很高；我們的機(jī)器做出來(lái)了，由于性能高，價(jià)位低，所以整個(gè)超聲市場(chǎng)的價(jià)格都降下來(lái)了。

從第一款全數(shù)字黑白超聲DP-9900，到第一臺(tái)彩超DC-6，從便攜式數(shù)字黑白超聲到第一臺(tái)超薄機(jī)身的數(shù)字彩超M5再到M7，邁瑞一直堅(jiān)持自主研發(fā)、自主產(chǎn)權(quán)，走出了一條自主創(chuàng)新的路。

樊瑜波說(shuō)，超聲診斷實(shí)際上還有很多挑戰(zhàn)，誰(shuí)能在技術(shù)研究、技術(shù)創(chuàng)新拔得頭籌，誰(shuí)就能在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中占有更有利的位置。

真格天使投資基金的楊繼說(shuō)，如果我們生產(chǎn)出來(lái)的M7，以后升級(jí)M9、M十幾，一方面使國(guó)產(chǎn)化在世界領(lǐng)先，另一方面又給廣大患者帶來(lái)福音，這是件很了不起的事。