理大研发便携式三维超声波成像系统助大规模筛查脊柱侧弯及监察病情和疗效

香港理工大学（理大）的研究团队研发了一套便携式成像系统，有助及早发现青少年的脊柱侧弯问题，并频密监察侧弯情况，以便为他们提供适切的治疗。这套独特创新的三维超声波成像系统名为「Scolioscan Air」，设计轻巧，提供无辐射的脊柱侧弯评估，能准确、安全地在学校及社区进行大规模筛查，且符合成本效益。

便携式Scolioscan Air由理大生物医学工程学系研发，今年四月于日内瓦第四十七届国际发明展夺得三项奖项：俄罗斯特别大奖、评判特别嘉许金奖，以及优异奖。

脊柱侧弯是青少年常见的脊柱疾病，估计香港有3%至5%青少年有此问题，近年发病率更见上升。¹ 最近一项在广州进行的研究显示，14至15岁少女患脊柱侧弯的比率高达13.8%。约15%患脊柱侧弯的青少年病情会恶化，当脊柱出现中度或严重弯曲，便需要佩戴背架或做手术治疗，因此，在学青少年在发育期间尽早发现及定期检查脊柱侧弯十分重要。目前X光检查是评估脊柱侧弯的临床标准，然而，辐射会增加患癌的风险。

理大研发脊柱侧弯成像科技

研究团队由生物医学工程学系系主任及梁显利生物医学工程教授郑永平教授带领，他表示，团队建基于理大多项创新的三维超声波成像技术，进一步研发出Scolioscan Air系统。理大于2016年已将此技术产业化，成为供诊所应用、重约150公斤的医疗仪器，商标定名为「Scolioscan」。

Scolioscan无辐射、比现有X光成像技术更具成本效益，适合大规模筛查脊柱侧弯，患者亦可频密地接受跟进检查。临床实验证实这创新科技非常可靠，其量度脊柱弯度的准确率可媲美X光检查。^{2 3} 此外，这科技能取得患者不同姿势、不同体位的脊柱影像，又能提供椎骨旋转和有关肌肉的资料，兼且可以构建三维脊椎模型，为脊柱畸形进行三维分析，而目前普遍使用的X光成像系统均没有这些功能。Scolioscan 还可应用于预测脊柱侧弯病情及监察治疗成效，从而协助医护人员为每个患者量身订做个人化的治理方案。

随时随地都能进行大型筛查

研究团队最近利用这创新科技研发出一套仅重5公斤的Scolioscan Air。郑教授表示：「这项发明令我们可以随时带同仪器到任何地方，为青少年提供大规模筛查服务，有助推行以学校为本的脊柱筛查，及早找出问题、安排治疗，以防脊柱侧弯恶化导致严重痛楚及其他健康问题。此外，医护人员为已发现有脊柱问题患者提供非手术的疗治时，亦可在疗程期间随时应用Scolioscan Air作出实时评核，从而达致最佳的治疗效果。」

Scolioscan Air由三部分硬件组成：i）一个便携式无线超声波探头，底部安装有光学标记； ii）一部深度相机；以及iii）一部笔记本或平板电脑。光学标记及深度相机取代了Scolioscan的空间传感器，仪器的体积凭藉这原创技术得以大幅缩小。

此外，研究团队早前研发的超声波图像三维重建、显示及测量技术，包括全自动量度弯度的方法及分析三维脊柱畸形的软件，均可应用于Scolioscan Air。

新研发的Scolioscan Air三维空间追踪方法准确度高，可媲美Scolioscan，其技术上的兼容性有利它更快转化成商品，供普遍使用。Scolioscan Air的物料成本、尺寸和重量都大大低于目前的扫描系统，所有组件可放进手提箱，方便携带。

Scolioscan自2016年先后在不同国家注册成为医疗仪器，包括欧盟和澳洲，理大及合作公司已为相关技术在全球取得或正申请共23项专利。这套供诊所使用的仪器，已在香港、澳门、中国内地、荷兰、澳洲、意大利等安装，至今已为4,000多名脊柱侧弯患者提供检测。

理大研究Scolioscan Air的团队成员包括 : 孟强先生、杨德先生、许志豪先生和黄曜恒先生。

注: 「Scolioscan Air」影片(只具英文版本):- https://youtu.be/UQEWbaE3aOU

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1. Fong , et al. A population-based cohort study of 94401 children followed for 10 years eXhibits sustained effectiveness of scoliosis screening. Spine Journal. 2015;15:825–33

2. Zheng et al. A reliability and validity study for Scolioscan: a radiation-free scoliosis assessment system using 3D ultrasound image. Scoliosis and Spinal Disorders (2016) 11:13

3. Brink et al. A reliability and validity study for different coronal angles using ultrasound imaging in adolescent idiopathic scoliosis. The Spinal Journal 18(6), 2017.