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伴随着光纤技术和光纤通信的日趋成熟,光纤传感器已成为炙手可热的“科技新宠”,得益于其极高的灵敏度和精度、抗电磁干扰、高绝缘强度、耐腐蚀、易弯曲、能与数字通信系统兼容等优点,因而在各种高、精、尖领域应用优势明显,尤其在某些特殊领域及恶劣工况下具有明显的技术先进性。
近年以来,在物联网场景需求及国家政策的推动下,光纤传感器在医疗、油气、电力、军工、城建、食品安全和地质勘探等领域广泛应用,因而催生了超百万规模的市场。《光通信研究》杂志曾预测称,2017年光纤传感器及智能仪器仪表市场的需求达到106.8亿元。而根据ElectroniCast分析,2016年全球光纤传感器(包括点分式和分布式)消费值达到33.8亿美元,2018年达到43.3亿美元,2026年将达到59.8亿美元。
记者日前接触的北京佰为深科技发展有限公司(简称佰为深科技)是一家专注于微型光纤传感器核心技术产品的开发与应用的硬科技企业,团队核心产品基于MEMS工艺生产,以实现传感器超微型化。利用白光干涉和扫描光谱的光纤传感解调技术,佰为深科技可以提供整套点式光纤传感解决方案,并已成功实现了光纤传感器产品在医疗、石油、地热、高铁等领域的商业化应用。团队目前已申请8项专利,其中发明专利6项,实用新型2项 (已获授权1项),国际专利5项。
与大多数行业竞品不同,佰为深光纤传感器技术源起于某军工项目,核心技术脱胎于我国某主要装备型号测试的光纤传感器,曾用于测量发动机压力、温度等物理量,研发成品在航空发动机、风洞、电磁干扰环境下开展过严苛的压力测试实验,因而具有军工级品质和技术优势。
此外,佰为深科技光纤传感器产品采用MEMS工艺,经光刻、显影、腐蚀、镀膜、掺杂、键合、退火、减薄、划片等工艺步骤生产。经过对工艺路线的不断优化,佰为深团队已掌握成熟的工艺技术,该工艺可使得传感器尺寸达到国际同类产品最小尺寸0.23mm。而尺寸的突破,为佰为深科技的光纤传感产品拓展更多落地场景带来了无限可能。
根据应用场景不同,佰为深科技的核心产品可分为医疗应用和工业应用两大类。其中医用产品主要包括心脏冠脉FFR(血流储备分数)压力导丝、泌尿肾压导丝、门静脉高压检测、激光消融等。工业产品涉及石油化工、高铁轨道和风电等领域物理量的精确测量。
医疗方面,佰为深科技首先切入了FFR市场。FFR是心血管内科用于判断冠状动脉狭窄临界病变是否需要进行介入手术(PCI)的一种重要手段。FFR可以准确地评价冠脉病变与心肌缺血的关系,并进而指导制定合理的治疗决策,改善患者的预后,并节约医疗费用,医学界已将FFR评估作为冠脉介入治疗的最高级别推荐。有市场调研机构数据显示,2018年全球 FFR市场规模为4.44亿美元,预计于2024年超过10亿美元。而FFR在PCI手术中使用率也正呈现逐年递增的局面,目前欧美国家在10%—32%之间,而国内在1%左右,市场潜力巨大。
FFR市场的蓬勃兴起,对压力导丝性能和操作技术的改进提出了更高的要求。佰为深科技结合其技术积累,尤其是0.23mm的传感器尺寸优势,将微型光纤压力传感器集成在医疗血流储备分数(FFR)系统中,从而实现微创压力测量,抢先撬开了广阔的医疗市场。
相较于其他压力传感FFR系统,佰为深科技的系统具有测量时间短、低风险、兼容稳定性好、穿透病变能力强等诸多亮点,目前在市场上仅有包括Opsens(欧普申)、波科等在内的为数不多的竞争对手,但在性能和成本方面已经优于后几家。而在测量导丝方面,佰为深科技目前在市场上尚是独家。另据了解,佰为深科技冠脉FFR压力导丝动物实验已经完成,正在进行临床试验,同时FDA认证也在顺利推进,未来将通过自研自销和集成其他厂商产品两种路径进行规模化销售。
在FFR压力测量导丝的基础上,佰为深科技添加了激光消融装置,研发了一台可以实现“测量+治疗”效果的高科技设备。该设备主要应用于支架手术失败的患者或者CTO病变患者,具备术前血管栓塞程度评估、术中导光光纤术的指引和参数控制、术后斑块销蚀效果评估等功能。目前该款设备已经落地,即将开展临床研究。
此外,佰为深科技还在肾压、尿动力学、肠压和腹腔压力等领域进行了紧密布局,开发出了多款微型压力传感器产品,并均已进入临床试验阶段。按照规划,佰为深科技传感器集成于一次性软镜中未来年出货量可达3-5万颗,泌尿导丝2万条/年。此外,涉及眼科、颅内、肠胃等场景应用的产品,目前也已在佰为深科技的研发序列之中。