利用一台笔记本电脑大小的可视化超声治疗仪，可在几分钟之内定位组织损伤，继而针对病变区域实施精准治疗。近日，南京大学物理学院生物医学超声团队的一项发明在2021年日内瓦国际发明展上斩获金奖。

该项发明是在南京大学章东、屠娟和郭霞生三位教授的联合指导下，由物理学院研究生宋人杰、薛洪惠、朱逸斐、张琪等联合校友丁波创业团队共同创造的。

屠娟教授告诉记者，团队有着多学科、跨领域的知识积累，成员来自学界和产业界，多具有声学专业的背景，但专攻方向不同。“有长期在实验室工作的师生，也有具有多年超声探头企业或B超设备公司职业经验的博士生，还有校友企业家。大家在理论仿真、设备改进、动物实验方面共同协作，分工明确，随时沟通，真正做到了‘产、学、研’跨界强强联合。”

在“创新驱动发展”这一时代战略引领下，发展精准医疗的新型医疗器械已被列入“十四五”规划和“2035年远景目标纲要”中的重点发展方向。屠娟告诉记者，从2016年开始的各方合作，正是源自于行业中的痛点问题，“在现有超声诊疗临床应用中，诊断设备和治疗设备是完全分立的，导致患者检查诊断和治疗过程不同步；在超声治疗中，存在治疗‘刀尖’定位不准、治疗过程缺乏实时监控等问题。”

屠娟说，超声诊断设备利用超声波在人体不同组织中传播性质的差异,以波形、曲线或图像等形式显示疾病生理状况,帮助疾病诊断的医疗设备，能量一般较低；而超声治疗设备往往能量很高，因而无法生硬地将两者合二为一。但对神经调控、肌骨复健、透皮给药等低强度超声治疗，完全有可能实现超声诊断和治疗设备的一体化。

该团队在超声诊疗机理及算法研究方面深耕多年，所获成果在便携式超声可视化治疗仪上得以集中体现。通过集成多波束脉冲相控、基于弱聚焦的靶区定位、实时监控等多项技术，该团队创新性地利用单一主机和探头实现了“诊断和治疗信号协同收发，靶区完美重合”。由此，可在符合诊断标准的超声能量下进行快速、一体化的精准诊疗，有效地提升超声治疗的可控性、安全性和有效性。

“我们对电源模块、发射电路和工作时序做了系统改进，克服了硬件兼容等一系列难点。” 屠娟举例说，为了在便携式设备中实现治疗所需的功率，团队在电路体积、电磁兼容、散热等方面做了许多工作。为解决诊断和治疗声束交替发射时可能出现的信号干扰等问题，团队成员进行了反复的调试，历时两年方获成功。

屠娟透露，除高强度运动、劳动等造成的肌骨损伤外，团队正尝试将该设备应用到老年性疾病的复健治疗中，为此与省内几家三甲医院的康复科和老年医学科开展了合作。由于该设备不产生电离辐射和医疗废物且轻巧便携，将可应用于社区医院、养老院、应急救援甚至家庭自检等多种场景。

日内瓦国际发明展创办于1973年，由瑞士联邦政府、日内瓦州政府、日内瓦市政府、世界知识产权组织共同举办，是全球举办历史最长、规模最大的发明展之一。因疫情原因，本届大赛首次采用线上评选方式，展示了来自40多个国家和地区的1000多项发明。□ 本报记者 杨频萍