【天津市企业典型创新案例故事】基于“呼出气VOC指纹图谱+人工智能模型”的疾病筛查诊断技术

文化   2025-01-10 18:56   天津  
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编者按:
2024年天津市科协开展企业典型创新案例征集及宣讲活动,旨在深入学习贯彻习近平总书记关于科技创新的重要论述,全面展现天津市企业在新质生产力培育及科技创新驱动产业创新方面的丰硕成果。活动中,天津市科协动员各级组织鼓励企业参与,收到数十个行业130家企业案例,经筛选评审遴选出100个典型案例,深度挖掘了10家企业典型创新宣讲案例,组织开展宣讲活动。我们将陆续推出2024年天津市企业典型创新案例故事


本期推出的是:

基于“呼出气VOC指纹图谱+人工智能模型”的疾病筛查诊断技术

案例完成单位:

万盈美(天津)健康科技有限公司

创新类型:

技术创新




案例介绍
01


创新背景

近年来,我国癌症发病率持续攀升,已成为亟待解决的国家战略级公共卫生挑战。其中,肺癌更是位居发病率榜首,肺结节患者群体庞大至9000万之众,而国家医保仅在癌症领域的投入亦超过2200亿元之巨。面对这一严峻形势,癌症的早期发现与诊断显得尤为重要,它不仅能够为部分患者带来治愈希望,还能有效减轻医保负担,凸显出早筛早诊在癌症防控体系中的核心价值。



国家对此高度重视,通过健康中国2030纲要及十四五国民健康规划等政策性文件,明确将癌症早筛早诊作为重点推广项目。然而,当前癌症早筛早诊之路仍面临重重挑战:传统检测方法如低剂量螺旋CT在肺癌筛查中虽有一定效果,但假阳性率高,适用人群受限;技术层面尚待突破,可以实现更高的特异度与灵敏度;加之筛查费用不菲,给患者家庭带来沉重负担。


在此背景下,万盈美科研团队应运而生,其根源可追溯至中国医学科学院北京协和医学院的呼出气分析领域研究。自2012年起,该团队便致力于国际领先的呼出气分析技术及呼吸代谢组学疾病诊断技术的研究与追踪,成功开发出多款基于质谱、光谱技术的呼出气分析设备。更为创新的是,团队首创了“呼出气VOCs指纹图谱+人工智能分类模型”的呼吸代谢组学疾病诊断技术,为癌症早筛早诊领域带来了革命性的变革。


02


攻坚历程

在重大疾病防控这一时代命题的召唤下,万盈美团队以独到的市场洞察力,精准捕捉到了癌症早筛这一潜力无限的蓝海市场。2021年,承载着深厚技术积淀与创新梦想的万盈美(天津)健康科技有限公司正式启航,尽管作为一个新兴的创业团队,但拥有着长达八年的技术积累,其科技创新的底蕴之深厚,令人瞩目。


万盈美的研发团队,汇聚了来自中国医学科学院北京协和医学院的资深专家,堪称国家级的科研精英团队。他们在呼出气VOCs的质谱检测、辅助诊断模型构建以及临床试验等多个领域,均取得了令人瞩目的显著成果,为癌症早筛技术的革新与发展注入了强大的动力。


从科研探索到技术创新的高地


万盈美健康科技以其独特的视角和坚定的步伐,踏上了呼出气VOCs(挥发性有机化合物)与疾病关系研究的征途。这一领域,早已被全球众多科学研究证实为疾病诊断与预防的宝贵窗口,人类呼吸代谢组学数据库更是确立了近60种与呼出气VOCs密切相关的疾病,为万盈美的探索奠定了坚实的理论基础。



万盈美团队,依托长达八年的技术积累,凭借其在呼出气VOCs分析领域的深厚底蕴,引入了国际领先的质子转移反应飞行时间质谱(PTR-TOFMS)技术。这项技术,以其高灵敏度、高选择性、超低检测限及高通量的卓越性能,成为万盈美探索疾病无创诊断的利剑。基于该技术的“呼出气体检测仪”,更是取得了二类医疗器械注册证(津械注准20232070288),标志着万盈美在技术创新与产品转化上迈出坚实一步。



在科研合作方面,万盈美与天津医科大学肿瘤医院、天津医科大学总医院、天津市胸科医院等医疗机构,以及多所科研院所建立了紧密的合作关系,共同开展理论研究和技术开发,不断产出核心专利并进行商业化推广。借助“协和系”研究团队的强大背景,万盈美在肺癌、阿尔茨海默病、心力衰竭、幽门螺杆菌感染等疾病的呼气诊断方面取得了显著突破,特别是在肺癌筛查与肺结节癌变监测领域,已建立了超过万例规模的呼出气VOCs图谱库,其临床前瞻性研究进度在全球范围内均处于领先地位。


创新优势与攻坚细节


在创新之路上,万盈美不仅拥有领先的技术,更在无创诊断、实时反映代谢状态、质谱检测与人工智能结合以及个性化医疗推动等方面展现出了显著的创新优势。



无创诊断:呼气代谢组学技术无需采集血液或其他组织样本,实现了无创检测,极大地提高了诊断的接受度和依从性。

实时反映代谢状态:呼气分析能够实时捕捉机体代谢状态的变化,为疾病的早期发现和治疗提供了宝贵的时间窗口。

质谱检测与人工智能结合:通过融合高灵敏度的在线质谱技术和先进的人工智能算法,万盈美提高了诊断的准确性和分辨率,为疾病的精准诊断提供了有力支持。

个性化医疗推动:基于个体的呼气代谢组学数据,技术能够为患者提供个性化的治疗方案,推动了医疗向精准化、个性化的方向发展。


技术优势方面,万盈美的质谱技术具有以下优势:

高灵敏度与分辨率:质谱技术能够检测到极低浓度VOCs,同时实现定性和定量,显著提高诊断的灵敏度和准确性。

实时性与便捷性:呼气分析技术操作简便、检测快速,适合大规模人群筛查,尤其是在紧急或资源有限的情况下,具有显著优势。

人工智能辅助:利用人工智能辅助诊断算法对大量代谢组学数据进行分析,能够发现潜在的疾病生物标志物,提高诊断的智能化水平。

经济性与可持续性:无创、简便、无须特殊样本准备的特性,降低诊断成本。

此外,基于呼气代谢组学的疾病诊断技术在无创、快速、便捷方面展现出显著优势,有望成为传统检测方法的重要补充甚至替代。

早期疾病筛查:对于肺癌、乳腺癌、肺结核、神经退行性疾病、代谢疾病等疾病的早期筛查,呼气分析技术可提供更为便捷和经济的选择。

个体化治疗评估:通过分析患者的呼气代谢组学数据,可以实时监测治疗效果,调整治疗方案,提高治疗的有效性和安全性。

大规模人群筛查:呼气分析技术的便捷性和经济性使其成为大规模人群疾病筛查的理想工具,特别是在公共卫生事件、流行病防控、入境人员的健康检测中。


03


创新感悟

探索未知 勇攀高峰


在万盈美的创新历程中,我们深刻体会到创新是企业发展的核心动力。作为高端医疗器械领域的先行者,我们深知呼气检测技术对于疾病诊断和治疗的重要性。呼气分析作为一种无创、便捷的检测手段,正逐渐展现出其在医疗健康领域的巨大潜力。



在追求科技创新的道路上,我们始终保持对知识的渴望和对技术的尊重。我们鼓励团队成员不断学习新知识,掌握新技术,以开放的心态接纳不同的观点和想法。创新不仅仅是技术层面的突破,更是一种思维方式的转变。它要求我们敢于挑战传统,勇于尝试未知,不断寻求更好的解决方案。在这个过程中,我们遇到了无数的挫折和困难,但正是这些经历,磨炼了了我们的意志,坚定了我们的信念。



我们深知,创新之路永无止境。因此,我们积极学习国际先进的技术和经验,与国内外科研机构紧密合作,共同拓宽创新视野。每一次技术的突破,每一项新产品的问世,都是我们向着更高目标迈进的坚实步伐。在未来的日子里,我们将不断努力并持续创新,让呼气检测技术成为守护人类健康的坚实盾牌,为人类的健康事业贡献力量。



END


天津科学技术馆
天津科学技术馆于1995年元旦正式向社会开放,其中常设展厅面积1万平方米。其建筑规模、展品数量、服务功能,具有国内先进水平,是中国大陆地区最早建成的大型现代化综合性科普设施。
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