将脊髓麻醉成功率提高100%以上，Rivanna有望占据十亿美元市场【NIH种子基金系列案例】

2022-10-23 00:10

作为一种成熟的麻醉方式，硬膜外麻醉已广泛应用于无痛分娩、胸外科、骨科、器官移植、和慢性疼痛缓解相关的手术。硬膜外麻醉使用硬膜外针头将药物注入硬膜外腔。因此，穿刺针头在硬膜外腔的准确定位至关重要。

在美国，每年有2000万台与椎管内麻醉相关（硬膜外和脊髓）的手术。但在一些研究中，脊髓麻醉的失败率高达30%。其中，穿刺定位的精准度是最重要的影响因素之一。

2022年8月16日，美国医用成像器械公司Rivanna在期刊《Ultrasonics》上发表的文章展示了其最新研究结果：公司旗舰技术Accuro在为极度肥胖的产妇硬膜外置管的过程中，可以提供对解剖结构的即时识别、减少穿刺时间、预测穿刺针的方向以及皮肤到达目标点的距离。

作为一种基于自动3D导航技术的手持式超声设备，Accuro可以显著提高硬膜外麻醉和脊髓麻醉的安全性和效率，且与一般智能手机的大小无异。据估算，Accuro目前在美国拥有11亿美元的潜在市场。

现有成像系统

难以引导麻醉穿刺精准定位

对于硬膜外麻醉而言，穿刺不精准会导致许多严重后果，甚至危及患者生命。其中最常见的并发症是硬膜穿刺后头痛(PDPH)，发生概率超过50%。受到怀孕的影响，女性的PDPH发病率是男性的两到三倍。除了PDPH，失败的穿刺针定位还可能引起脊髓损伤、瘫痪或硬膜外血肿和脓肿的发展。

在目前的临床实践中，检测针头在硬膜外腔中的位置的最常用方法是基于阻力损失(LOR)。然而，这种方法无法准确预测针头的深度。在没有图像引导的情况下，LOR技术的失败率高达53%。

当下的许多成像系统使用了透视和超声等成像方式，但是它们也存在各自的局限。例如，由于透视的分辨率和对比度有限，操作员难以区分针尖前的不同组织层。而使用了超声引导的系统往往伴随着笨重的设备和复杂的操作方式，因此对操作员的经验要求很高。正是这些问题阻碍了它们在硬膜外和相关椎管内麻醉中被广泛使用。

为了提高椎管内穿刺的成功率并减少穿刺尝试的次数，一种有效的成像技术亟待开发。

Accuro将首次穿刺的成功率

提高100%以上

Rivanna成立于2010年，总部位于弗吉尼亚州夏洛茨维尔。该公司专注于医疗成像技术，将超声波的优势与X射线的骨成像能力相结合，以提供精确的图像指导，降低麻醉时重复穿刺的风险。

2016年，Rivanna获得了由美国国立卫生研究院(NIH)下属的国家生物医学成像和生物工程研究所(NIBIB)提供的150万赠款，用于开展对其旗舰技术平台Accuro的临床试验。

Accuro是一款袖珍型超声系统，使用专门的算法自动检测脊柱中线和硬膜外深度和轨迹。

与传统的标志性技术相比，Accuro自动脊柱导航系统显着提高了硬膜外和脊柱麻醉穿刺的准确性。

Accuro（图源：Rivanna官网）

①使用Multi-Frequency BoneEnhance图像重建技术，将骨组织对比度提高了5-10倍以上。

②使用中线（红色虚线）和十字线指示器找到理想的穿刺点。

③使用支持AI的SpineNav3D图像识别技术自动识别硬膜外位置，成功率超过94%。

④使用Accuro Locator导针器沿皮肤表面准确标记穿刺针插入部位或进行实时导针。它使扫描和进行穿刺之间的时间缩短，并让操作人员可以在初次穿刺后重新扫描，从而减少感染的风险和运动伪影的情况。

临床证明，Accuro的自动化硬膜外引导技术可以提高首次穿刺成功率、减少进针次数和穿刺时间、显着提高患者对疼痛控制的满意度。

在2017年产科麻醉和围产期协会年会上，Rivanna展示了他们试验的结果。该试验于弗吉尼亚大学医学中心进行，比较了常规的脊髓麻醉方法与基于Accuro的脊髓麻醉的成功率。试验发现，在Accuro的引导之下，拥有脊髓麻醉经验的住院医师为高体重指数患者首次穿刺的成功率提高了100%以上。

之后在斯坦福医学中心进行的第二项临床试验中，Accuro成像技术成功地确定了最佳硬膜外麻醉给药的位置和深度。试验还统计得出，Accuro为94%的患者确定了用于针头插入的合适脊柱间隙。

2021年，Rivanna在中国上海第一妇幼婴医院开展了一项随机对照试验(RCT)，受试者为80名计划进行择期剖宫产的肥胖孕妇。结果表明，与传统的骨标志触诊相比，Accuro引导技术将首次插入成功率从40%提升至72.5%，并将感觉异常的发生率从45%降至7.5%。

另外，严重脊柱侧弯患者在接受常规脊髓麻醉时，通常会经历多次穿刺、手术时间延长和并发症增加。而在罗格斯-新泽西医学院进行的试验中，面对一名脊柱严重侧弯的孕妇患者，Accuro仍成功识别了其骨性标志和麻醉实施的最佳脊柱间隙。

Rivanna还针对当下市场痛点，为Accuro配以辅助器材，以提升Accuro系统的实用性。

为了增加医生在住院医师期间的操作经验，Rivanna开发出了TRUE-VIEW Training Models。它可还原椎管的真实形状，使用者可以通过其透明的仿组织材料观察到脊柱，以及Accuro与脊柱的相对位置，便于使用Accuro进行图像引导的椎管内麻醉训练。

另外，Rivanna设计了专用于存放Accuro的推车Accuro Trolley。其上下两个空间充足的篮子可让医生将所有Accuro耗材置于一个方便存取的位置。推车盖下集成的10,000mAh移动电源可随时为Accuro充电。

从阁楼作坊到吸引千万美元资金

Rivanna的董事长兼首席执行官Will Mauldin在弗吉尼亚大学获得生物医学工程博士学位，曾于弗吉尼亚大学生物医学工程系担任助理研究教授，目前拥有超过60篇出版物和专利。博士毕业后，Will计划通过自己在医学超声技术方面的专业知识来降低硬膜外麻醉和脊髓麻醉的失败率。于是他成立了Rivanna Medical，并聘请了自己的研究生Kevin Owen做产品开发。

Will Mauldin（图源：Rivanna官网）

一开始，他们并没有足够的设施和资金，因此早期开发是在Kevin家的阁楼中进行的。Will使用拖车挂钩和热胶制造出了一个功能性超声扫描系统，也就是Accuro的原型。然后他们使用在一次狩猎旅行中获得的材料在鹿脊模型中进行了测试，提供了基本概念和初步数据，由此吸引了Rivanna的第一笔外部资金。

2011年，Rivanna获得了私人种子投资，这让Will和Kevin能够租用办公室并雇用公司的第一批员工。

之后，Rivanna获得了几轮资金继续增长。2015年6月1日，Rivanna宣布Accuro获得FDA 510(k)许可，并将开始商业化进程。当时Rivanna的总裁兼首席执行官John A. Williams说：“Accuro有许多临床用途，我们相信它是一种颠覆性的、改变行业面貌的设备平台技术。”

到目前为止，Rivanna通过改进产品技术吸引了超过9000万美元的资金。其中包括2021年与生物医学高级研究与发展局(BARDA)签订的6500万美元的合同，以及NIH多次针对该公司不同技术在各临床阶段的资助。