創業之旅通常始于一個偉大的想法和一個尚未滿足的關鍵需求。對于 POROUS 來說，其使命很明確：創造一種創新的解決方案，用于早期骨質疏松癥檢測，以改善患者的治療效果。POROUS 技術由柏林夏里特大學醫學院 Kay Raum 教授的成像、仿真和刺激工作組開發。多年來，該項目已發展成為一個衍生項目，并得到了一群國際專家的支持。骨質疏松癥影響著全世界數百萬人，但大多數診斷工具只有在骨折發生后才能識別。POROUS 旨在利用創新的超聲波技術，盡早發現與骨折風險增加相關的骨質惡化。

彌補早期骨質疏松癥檢測的差距

目前，骨骼健康診斷主要依賴于 DXA(雙能 X 射線吸收儀)，該技術可以測量骨礦物質密度，但通常在骨折發生后使用。這就形成了一種無法真正阻止疾病進展的晚期治療方法。POROUS 首席技術官 Jonas Massmann 解釋說：“50 歲以上的女性中，有三分之一會遭受骨質疏松性骨折，男性中，有五分之一會遭受骨質疏松性骨折。DXA 是高度標準化的，但通常發現骨質疏松癥為時已晚，無法防止骨折。”POROUS 的 Maren Glüer 博士(市場開發)補充道“DXA 也涉及輻射，因此基于超聲波的方法不僅更安全，而且更容易應用，可以更早地識別有風險的患者并在發現骨骼問題時進行干預。”

為了實現這一目標，POROUS 專注于開發一種能夠測量皮質骨特性(如厚度、孔徑分布和粘彈性)的診斷工具——這些都是骨骼健康的關鍵指標。與傳統的成像方法不同，他們的解決方案利用定量超聲結合皮質骨的頻率分析。這項技術無需依賴輻射即可產生有價值的數據。喬納斯強調說：“每塊骨頭都有一個獨特的指紋，我們用它來評估骨頭的宏觀結構和微觀結構特性。”

Maren 補充道：“總而言之，我們評估定量數據來評估風險，而不僅僅是解釋圖像。我們希望在骨折發生之前識別出有風險的患者，讓他們有機會接受預防性治療。”

空間配準的 6 MHz 超聲背向散射(綠色)和 100 MHz 掃描聲學顯微鏡(紅色)圖像。(圖片來自 G. Iori, J. Du, J. Hackenbeck, V. Kilappa, and K. Raum, “Estimation of Cortical Bone Microstructure From Ultrasound Backscatter,” in IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, vol. 68, no. 4, pp. 1081-1095, April 2021)

優化信號處理和原型設計的工作流程

對于 POROUS 團隊來說，高效、無縫的工作流程對于管理復雜的信號處理、快速原型設計和簡化的產品開發至關重要。從一開始，MATLAB 就在他們的流程中發揮了重要作用，實現了計算機模擬、高級信號處理、并行計算、GPU加速、數據庫管理和自動化測試。Jonas 解釋說：“尤其是骨骼中的超聲信號信噪比較低，需要進行高級分析，因此我們依靠 MATLAB 的信號處理工具箱進行復雜的分析過程。MATLAB 的界面還支持我們執行高速數據采集和快速處理。”

作為一家醫療器械公司，POROUS 遵守 IEC 62304 等嚴格的軟件標準。事實證明，MATLAB 在滿足合規性要求方面非常有價值。此外，MATLAB 還促進了與使用相同工具的柏林夏里特大學醫學院的研究人員的無縫協作。

MATLAB 在日常任務中支持 POROUS，從而加速產品開發，尤其是原型設計。

計算機模擬背向散射動畫顯示背向散射信號撞擊骨質疏松皮質骨結構。(圖片由柏林醫學院 Kay Raum 提供)

MathWorks 初創企業計劃使 POROUS 團隊能夠評估各種工具和功能，例如，GPU Coder 和 MATLAB Compiler。這讓團隊了解哪些功能對 POROUS 最有益。

展望：擴大影響力

今年，POROUS 的目標是獲得 MDR CE 認證，并在明年初推出用于科學領域的測量設備。該團隊還開始進行一項涉及 1,600 名患者的多中心研究，以驗證該設備在預防骨折方面的有效性，并與世界各地渴望采用該技術的研究中心進行討論。憑借這些里程碑，POROUS 準備為醫學和科學研究做出寶貴貢獻，并通過創新技術豐富診斷市場，幫助有需要的人盡早進行干預，從而顯著減少全球骨折及其負擔。