当今社会，心脑血管疾病和肿瘤都是威胁人类健康的重大疾病。临床上，在对病人实施心脑血管重症急救、肿瘤化疗和肠外营养等诊疗操作时，建立中心血管通路是先决条件。每年，全世界中心血管通路建立近2000万例，我国近500万例，居世界第二。
但在实践中，建立中心血管通路面临三大临床问题：穿刺难、定位差、并发症多。同济大学附属第十人民医院张海军教授带领团队攻关多年，创建了中心血管通路数字诊疗系统，改进了传统血管通路的临床操作，降低了导管相关并发症发生率。
2021年11月3日上午，2020年度国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重召开。张海军教授团队牵头完成的项目“血管通路数字诊疗关键技术体系建立及其临床应用”获国家科学技术进步二等奖，这是十院作为牵头单位首次获得国家科学技术奖。
传统方法存在局限
中心血管通路可用于输注药物、补充营养、输血、采集血样等等。常见的中心血管通路装置有中心静脉置管（CVC）、经外周中心静脉介入导管（PICC）、输液港（Port）。用传统方法建立中心血管通路面临穿刺难、定位差、并发症多三大问题，严重制约血管通路建立的总体水平。
穿刺难，主要因为筛选靶血管困难，用盲法穿刺或者传统超声辅助穿刺时存在盲区；定位差，主要因为采用X射线解剖标志目测法误差较大，且患者需要反复接受X射线照射。因为操作难度高，用传统方法建立中心血管通路，可能面临出血、血肿、血管穿孔、血气胸、静脉炎等风险，甚至出现肺动脉栓塞等并发症，严重情况下可能致死。
建立精准定位系统
“工欲善其事，必先利其器”，总结多年临床实践中建立中心血管通路存在的困难，张海军团队对症下药，创新性地建立了一整套技术体系：
一是创建了靶血管分析与筛选技术。针对穿刺靶血管筛选影响通路性能的难题，张海军团队提出基于彩色超声多普勒血流测定穿刺靶区多参数选择方法，实现对靶血管直径、向心血流速度等生物特性的分析，精准筛选穿刺靶血管。
团队研制中心血管通路心电超声多普勒一体化诊疗系统，将血管筛选、穿刺成像和心电导航融于一机，实现临床操作的集成化、小型化、高速化。“有了这台‘神器’，再也不怕了。”十院临床医生欣喜地发现，实施心脑血管重症急救、肿瘤化疗等操作时，只需这一台机器，就能轻松建立中心血管通路。
二是创建穿刺复合增强显像技术。张海军团队发明了多功能换能器和图像空间增强显示技术，提高了图像清晰度，消除了穿刺显影盲区，实现穿刺全程实时监控。
三是创建血管内生物电精准导航技术。发明新型血管通路导管，实现生物电信号感知和传输，创建了中心血管通路心电精准导航技术替代X射线定位，降低导管尖端定位系统误差，减少了导管异位、移位等发生率。
打破国外长期垄断
张海军表示：“这项技术打破了国外技术的长期垄断，并将设备价格从过去的几十万元降到几万元。”通过一体化操作，整套系统可以评估血管状况，检测血流速度，帮助操作者正确选择穿刺部位，并配有体内精准导航，减少副作用。为广大患者减轻痛苦的同时，还降低了医疗费用。
“中高端医疗器械国产化，是我的‘小小’中国梦。”张海军介绍，国内的中高端医疗器械市场长期被国外大公司垄断。比如，介入导管是肿瘤患者化疗过程中必不可少的一种常用医疗器械，临床使用量非常大。可这看似不起眼的小小导管，在2011年以前却一直被进口产品垄断。
张海军带领团队经过成千上万次材料工艺优化实验，2011年7月，团队取得国产第一张经外周中心静脉介入导管（PICC）产品注册证，完成了这一产品的国产化，填补国内空白，而且产品多项性能超越传统产品，临床使用效果良好。
而中心血管通路技术体系，也是他带领团队历经10余年医工交叉与临床转化研究而创建的，并完成了系列医疗器械自主研制和产业化。
