Lumedica研發(fā)低成本光學(xué)相干層析成像平臺

創(chuàng)業(yè)公司Lumedica最新獲得了美國小企業(yè)創(chuàng)新研究計劃（SBIR）100萬美元資助，將用于進(jìn)一步開發(fā)低成本光學(xué)相干層析成像（OCT）平臺。Lumedica公司自2014年，從杜克大學(xué)Adam Wax教授的研究小組拆分出來獨(dú)立運(yùn)營，Adam Wax也是該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人。

這筆由美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）和國家眼科研究所（NEI）資助的第二階段資金，旨在支持該公司開發(fā)用于治療衰弱性視網(wǎng)膜疾病的即時診斷系統(tǒng)。

與此同時，Wax及其團(tuán)隊剛剛公布了使用Lumedica設(shè)備進(jìn)行視網(wǎng)膜成像的首份臨床研究結(jié)果，結(jié)果顯示其在美國及其它醫(yī)療資源不足的地區(qū)具有巨大的應(yīng)用潛力。

黃金標(biāo)準(zhǔn)

OCT被視為黃斑變性、糖尿病視網(wǎng)膜病變和青光眼等疾病早期診斷的黃金標(biāo)準(zhǔn)，這些疾病在沒有癥狀的情況下都會威脅視力。但是，OCT檢查費(fèi)用十分昂貴。

費(fèi)用昂貴的部分原因是現(xiàn)有的OCT光學(xué)系統(tǒng)是基于超輻射發(fā)光二極管（SLD）而不是激光器，Lumedica致力于大幅降低該技術(shù)的成本，并且成功將其“OQ Labscope”產(chǎn)品的銷售價格降低到1萬美元。

公司首席技術(shù)官William Brown，也是該OCT系統(tǒng)的開發(fā)者之一，曾在Wasatch Photonics工作。他在談及這筆SBIR資金時表示：“OCT技術(shù)已經(jīng)成為美國許多眼科醫(yī)生和驗光師非常重要的篩查工具。當(dāng)然，目前商用系統(tǒng)成本昂貴，限制它在世界上大多數(shù)眼科醫(yī)生和患者中的使用，我們要改變它。”

Lumedica公司表示，通過與杜克大學(xué)普拉特工程學(xué)院合作，他們已經(jīng)證明該系統(tǒng)在價格更合理的同時非常有效，且具有更強(qiáng)的臨床靈活性，公司還認(rèn)為：“第二階段的資金將有助于Lumedica進(jìn)一步為臨床市場開發(fā)設(shè)備?！?/p>

在得到NIH-NEI資金的同時，位于北卡羅來納州達(dá)勒姆的公司總部另傳來佳訊，公司在由羅切斯特“Luminate NY”創(chuàng)業(yè)加速器贊助的最新一輪融資競賽中獲得三等獎，并贏得25萬美元獎金。

在星巴克掃描

Wax和他的團(tuán)隊剛剛公布了低成本OCT硬件首次臨床應(yīng)用細(xì)節(jié)，并將他們的研究結(jié)果發(fā)表在Translational Vision Science & Technology期刊上。

研究結(jié)果顯示，Lumedica開發(fā)的這種低成本的掃描儀（具有一款3D打印的光譜儀）生成了的120份視網(wǎng)膜圖像，其清晰度可以達(dá)到目前商業(yè)OCT系統(tǒng)拍攝圖像的95%，這足以進(jìn)行準(zhǔn)確的臨床診斷。

Wax對此結(jié)果重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)：“一旦失去了視力，就很難把它恢復(fù)，所以預(yù)防失明的關(guān)鍵是及早發(fā)現(xiàn)。我們的目標(biāo)是大大降低OCT的成本，以便讓更多的診所可以負(fù)擔(dān)得起這些設(shè)備，尤其是在全球健康環(huán)境中。”

在這種情況下，降低成本的關(guān)鍵是創(chuàng)新光譜儀設(shè)計，據(jù)悉新光譜儀的光照采用圓形路徑設(shè)計，而不是傳統(tǒng)的鏡頭、鏡子和精密衍射光學(xué)元件組合。

杜克大學(xué)的研究團(tuán)隊說：“由于光譜儀的光路是圓形的，所以溫度變化引起的任何膨脹或收縮都會對稱地發(fā)生，從而能夠使它們自身平衡以保持光學(xué)元件對準(zhǔn)。該設(shè)備還在光程末端使用更大的探測器，以減少錯位?！?/p>

總的來說，這種方法可以將臨床典型的OCT系統(tǒng)重量從60磅減少到4磅，同時將成本從至少5萬美元降低到1.5萬美元以下。

Wax補(bǔ)充道：“現(xiàn)在OCT設(shè)備需要配備單獨(dú)的房間，由專門的博士科學(xué)家對它們進(jìn)行調(diào)整才能正常工作。而我們的設(shè)備可以擺放在辦公室的架子上，拿下來，使用完后再放回去，都沒有任何問題。我們已經(jīng)用它對星巴克的顧客進(jìn)行了掃描實驗?！?/p>

商業(yè)價值

在這項研究中，視網(wǎng)膜外科醫(yī)生、北卡羅來納大學(xué)醫(yī)學(xué)院眼科副教授J. Niklas Ulrich，將Lumedica硬件與海德堡工程公司的商用OCT儀器進(jìn)行了比較。

Ulrich對60名患者的雙眼進(jìn)行臨床成像，其中一半來自健康志愿者，一半患有某種視網(wǎng)膜疾病，他在報告中表示，低成本的OCT設(shè)備與商業(yè)設(shè)備“絕對可比”。

他補(bǔ)充說：“雖然它明顯缺少我們10萬美元以上OCT掃描儀的一些花哨功能，但它能準(zhǔn)確診斷視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)性疾病，并能成功監(jiān)測治療?！?/p>

“安裝簡單快捷，占地空間小，使得該設(shè)備在較小的衛(wèi)星辦公室中運(yùn)行良好。我希望這種低成本OCT儀器的開發(fā)將改善患者對OCT技術(shù)的使用，并有助于在北卡羅來納州以及全國和全世界保護(hù)人們的視力?！?/p>

杜克大學(xué)的研究團(tuán)隊在他們的論文中表示，目前低成本系統(tǒng)的一個限制是成像期間SLD的功率波動，這是光源采用開環(huán)冷卻方法以降低成本的結(jié)果。

“鑒于對視網(wǎng)膜成像信號的影響，該問題將在未來的設(shè)計迭代中得到解決，”Wax和他的團(tuán)隊在論文中寫道。他們還補(bǔ)充了系統(tǒng)未來的發(fā)展，包括增加MEMS微鏡掃描模式，并使系統(tǒng)完全由電池供電，便于攜帶。

Wax表示，Lumedica目前正在尋求風(fēng)險投資支持，并且也在協(xié)商潛在的許可協(xié)議，希望能夠?qū)CT應(yīng)用于美國及其它醫(yī)療資源不足的地區(qū)。

他還表示：“隨著美國、印度和中國等地糖尿病視網(wǎng)膜病變病例越來越多，我們希望通過大幅增加對這種技術(shù)的使用，能夠挽救更多人的視力。”