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近年來(lái)，我國(guó)科技創(chuàng)新能力大幅提升，正式邁入創(chuàng)新型國(guó)家行列。其中，醫(yī)療技術(shù)尤其是高端醫(yī)療裝備的發(fā)展是創(chuàng)新能力提升的重要表現(xiàn)。先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備提升了醫(yī)療效率，提高了醫(yī)療質(zhì)量。當(dāng)前，我國(guó)高端醫(yī)療設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。
從進(jìn)口到出口
前不久舉辦的深圳國(guó)際高性能醫(yī)療器械展上，世界首款５．０Ｔ人體全身磁共振產(chǎn)品發(fā)布，成為展會(huì)明星。這款高端醫(yī)療裝備凝結(jié)了中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院等單位合作結(jié)晶的成果，已于去年８月獲國(guó)家醫(yī)療器械注冊(cè)（ＮＭＰＡ）審批，成為國(guó)際上率先突破的超高場(chǎng)磁共振成像普適產(chǎn)品。
磁共振是心腦血管、神經(jīng)和腫瘤等重大疾病影像診斷的“利器”。２００７年中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)院院長(zhǎng)樊建平在建設(shè)深圳先進(jìn)院第二個(gè)研究所時(shí)，就開(kāi)始布局生物醫(yī)學(xué)工程和醫(yī)療器械研發(fā)。
１６年前，剛從美國(guó)加州大學(xué)回國(guó)加入深圳先進(jìn)院的鄭海榮，受命組建生物醫(yī)學(xué)成像研究中心，被進(jìn)口磁共振設(shè)備的昂貴價(jià)格所震驚?！耙慌_(tái)好幾千萬(wàn)元，就連科學(xué)研究都不一定用得起，更別說(shuō)老百姓看病了?！编嵑s回憶說(shuō)。當(dāng)時(shí)，全球只有少數(shù)幾家醫(yī)療設(shè)備巨頭壟斷生產(chǎn)高場(chǎng)人體磁共振產(chǎn)品，在我國(guó)市場(chǎng)售價(jià)昂貴，患者檢查成本很高。
醫(yī)療所急，也是產(chǎn)業(yè)之痛。２００８年，深圳先進(jìn)院勞特伯醫(yī)學(xué)影像實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始布局磁共振成像技術(shù)研發(fā)。隨后與聯(lián)影醫(yī)療共同開(kāi)展了“３．０Ｔ高場(chǎng)磁共振成像系統(tǒng)”研發(fā)計(jì)劃。針對(duì)磁共振成像速度慢的世界難題和高場(chǎng)超導(dǎo)成像的國(guó)外技術(shù)壟斷，項(xiàng)目組創(chuàng)建了“軟硬件協(xié)同”的磁共振快速成像技術(shù)體系，構(gòu)建了影像數(shù)據(jù)“稀疏采集、快速掃描、精準(zhǔn)重建”技術(shù)路徑，攻克了系統(tǒng)核心部件和成像技術(shù)難關(guān)。
“公司自成立之初，就很注重核心部件的自主可控。目前，聯(lián)影醫(yī)療已攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)。”聯(lián)影醫(yī)療研發(fā)副總裁王海寧介紹。
２０２１年，項(xiàng)目組研發(fā)出的國(guó)產(chǎn)３．０Ｔ高場(chǎng)磁共振成像設(shè)備成果榮獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)高端醫(yī)療設(shè)備自主創(chuàng)新的重大突破。３Ｔ磁共振系統(tǒng)的研制成功，使中國(guó)成為少數(shù)幾個(gè)獨(dú)立掌握磁共振全部核心技術(shù)和整機(jī)制造的國(guó)家；聯(lián)影公司的系列磁共振產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)３１個(gè)省份的千余家醫(yī)院，有效緩解了老百姓在使用高端影像設(shè)備上看病貴、看病難的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)美國(guó)、歐洲等海外市場(chǎng)的逆向輸出，我國(guó)由凈進(jìn)口國(guó)變?yōu)槌隹趪?guó)。
３Ｔ打破國(guó)際壟斷，國(guó)產(chǎn)化設(shè)備展現(xiàn)出后發(fā)優(yōu)勢(shì)，５Ｔ則實(shí)現(xiàn)了跨代引領(lǐng)、國(guó)際領(lǐng)先，有力改變了磁共振國(guó)際產(chǎn)業(yè)格局和技術(shù)格局。
北京協(xié)和醫(yī)院放射科是５．０Ｔ超高場(chǎng)強(qiáng)磁共振的首批用戶，該科主任醫(yī)師王怡寧曾接診過(guò)一個(gè)突發(fā)肢體無(wú)力的４４歲女性患者，此前用３Ｔ系統(tǒng)照不出異常，改用５Ｔ系統(tǒng)確診出危險(xiǎn)的動(dòng)脈夾層?！埃常詸z查分辨率不夠并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)腦血管的問(wèn)題，５Ｔ的高分辨率血管成像可以幫助我們找到病因，更早地進(jìn)行診治。”王怡寧說(shuō)。
為滿足腦科學(xué)等重大前沿科學(xué)需求，在我國(guó)首型３Ｔ和世界首型５Ｔ磁共振之后，鄭海榮團(tuán)隊(duì)目前正在與聯(lián)影合作攻關(guān)更高分辨率、高靈敏的人體磁共振成像科研設(shè)備。
從成果到產(chǎn)品
不只是磁共振，深圳先進(jìn)院還有很多成果已經(jīng)轉(zhuǎn)化為高端醫(yī)療裝備。
邁瑞醫(yī)療醫(yī)學(xué)影像研發(fā)總監(jiān)李雷介紹，此前，深圳先進(jìn)院鄭海榮團(tuán)隊(duì)跟邁瑞共同研發(fā)的新一代超聲剪切波彈性成像關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用，獲得２０１７年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。
創(chuàng)建了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“超聲剪切波彈性成像關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用體系”，轉(zhuǎn)化了三個(gè)系列的超聲定量彈性高端彩超產(chǎn)品，使肝纖維化無(wú)需穿刺即可實(shí)現(xiàn)早期篩查和準(zhǔn)確分級(jí)。
積極倡導(dǎo)科研成果產(chǎn)業(yè)化是深圳先進(jìn)院文化的重要組成部分。深圳先進(jìn)院醫(yī)工所所長(zhǎng)梁棟表示，醫(yī)工所有研制科研儀器的優(yōu)良傳統(tǒng)。其一，生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科是強(qiáng)交叉的學(xué)科，醫(yī)學(xué)、生物、工程、電子、材料等多個(gè)學(xué)科交叉在一起，而它的出口是醫(yī)療器械和儀器裝備；其二，醫(yī)工所成立之初，就確定了“學(xué)術(shù)引領(lǐng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)”的目標(biāo)，形成了一支科學(xué)家和工程師混搭的團(tuán)隊(duì)；其三，由于歷史原因，我國(guó)科學(xué)儀器長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，為了解決這個(gè)“卡脖子”短板，醫(yī)工所把研制科研儀器作為一項(xiàng)使命，扛在自己肩上。
鄭海榮認(rèn)為，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的三種創(chuàng)新機(jī)制有別于傳統(tǒng)的科技創(chuàng)新模式：一是做科研要緊盯國(guó)家戰(zhàn)略需求，一些項(xiàng)目雖然沒(méi)有發(fā)表文章，但研發(fā)過(guò)程中獲得發(fā)明，掌握了核心技術(shù)、突破了國(guó)際壁壘，構(gòu)建了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系；二是與企業(yè)緊密合作，急企業(yè)之所急，研究人員將自己掌握的科技前沿技術(shù)落地到產(chǎn)品中去，真正提升產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力；三是有一套科學(xué)靈活的科研團(tuán)隊(duì)管理機(jī)制，從工資待遇到職稱晉升，破“四唯”、看貢獻(xiàn)，考慮每個(gè)成員的具體技術(shù)貢獻(xiàn)，讓科研人員能得到應(yīng)有的回報(bào)和職業(yè)成就感。
從創(chuàng)新鏈到產(chǎn)業(yè)鏈
“儀器儀表作為實(shí)現(xiàn)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略的重要支撐，其發(fā)展水平?jīng)Q定了新興信息產(chǎn)業(yè)、高端裝備制造業(yè)、新能源和新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。醫(yī)療儀器是其中特別重要的一類?！敝袊?guó)儀器儀表學(xué)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)張彤介紹，近年來(lái)，在行業(yè)規(guī)模不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，我國(guó)儀器儀表行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)實(shí)力也發(fā)展較快，形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)體系和技術(shù)創(chuàng)新體系，縮短了和國(guó)際先進(jìn)水平之間的差距。
我國(guó)醫(yī)學(xué)裝備市場(chǎng)近１０年規(guī)模保持快速增長(zhǎng)，去年達(dá)１．１５萬(wàn)億元，已經(jīng)成為全球第二大市場(chǎng)。中國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)也快速發(fā)展、從小到大，下一步自然要瞄準(zhǔn)技術(shù)和利潤(rùn)雙高的高端市場(chǎng)。
這方面，深圳醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)突出，占了３個(gè)頭名。據(jù)深圳醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會(huì)不完全統(tǒng)計(jì)，目前深圳醫(yī)療器械企業(yè)超１８００家。從產(chǎn)值規(guī)模來(lái)說(shuō)，深圳醫(yī)療器械產(chǎn)值約占全國(guó)的８％至１０％，出口占比超過(guò)１３％，居全國(guó)各大城市之首；醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)聚集全國(guó)領(lǐng)先，億元以上企業(yè)數(shù)居各城市之首，單個(gè)企業(yè)平均產(chǎn)值超６０００萬(wàn)元，保持全國(guó)平均水平的２倍以上；上市企業(yè)市值占全國(guó)近三分之一，體量全國(guó)居首。
產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的根本，要靠科技創(chuàng)新。從２００７年深圳先進(jìn)院布局生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域算起，高端醫(yī)學(xué)影像團(tuán)隊(duì)歷時(shí)１６年，突破了高場(chǎng)人體超導(dǎo)快速磁共振、功能超聲成像和調(diào)控等醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的成像方法、核心部件和系統(tǒng)，授權(quán)５０５項(xiàng)，轉(zhuǎn)移２０８項(xiàng)。國(guó)家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心等國(guó)家重大科研與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺(tái)的設(shè)立與運(yùn)營(yíng)，進(jìn)一步為醫(yī)療器械創(chuàng)新注入新的動(dòng)力。
“深圳發(fā)展高端醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)有多重優(yōu)勢(shì)，一是產(chǎn)業(yè)鏈豐富，有強(qiáng)大配套能力；二是國(guó)際化程度高，吸引全球各地各學(xué)科的人才集聚；三是產(chǎn)業(yè)開(kāi)放度高，產(chǎn)學(xué)研用合作密切。在深圳這片充滿創(chuàng)新活力的土壤上，未來(lái)一定會(huì)創(chuàng)造出更多奇跡?！鄙钲谙冗M(jìn)院院企合作與創(chuàng)新發(fā)展處處長(zhǎng)畢亞雷說(shuō)。
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高端醫(yī)療設(shè)備國(guó)產(chǎn)化獲重要突破
近年來(lái)，中科院深圳先進(jìn)院已成為推進(jìn)高端醫(yī)療設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的一股重要力量。
２００７年，中科院深圳先進(jìn)院院長(zhǎng)樊建平在建設(shè)該院第二個(gè)研究所時(shí)，就開(kāi)始布局生物醫(yī)學(xué)工程和醫(yī)療器械。目前，深圳先進(jìn)院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所（醫(yī)工所）是中科院規(guī)模較大的生物醫(yī)學(xué)與健康工程領(lǐng)域的力量之一，致力于高分辨多模態(tài)高端醫(yī)學(xué)成像技術(shù)與儀器設(shè)備研發(fā)、醫(yī)療機(jī)器人等創(chuàng)新醫(yī)療器械的研制，以及低成本健康及康復(fù)工程技術(shù)集成。該所現(xiàn)設(shè)７個(gè)研究單元，包括勞特伯生物醫(yī)學(xué)成像研究中心、醫(yī)療機(jī)器人與微創(chuàng)手術(shù)器械研究中心、轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究與發(fā)展中心、智能醫(yī)用材料與器械研究中心、生物醫(yī)學(xué)光學(xué)與分子影像研究中心、醫(yī)學(xué)人工智能研究中心、仿生觸覺(jué)與智能傳感研究中心，已形成一支科學(xué)家和工程師“混搭”的７００多人研究團(tuán)隊(duì)。
在科研平臺(tái)方面，中科院深圳先進(jìn)院現(xiàn)已牽頭組建國(guó)家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心、醫(yī)學(xué)成像科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家地方聯(lián)合高端醫(yī)學(xué)影像工程實(shí)驗(yàn)室、中科院健康信息學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院人機(jī)智能協(xié)同系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中科院醫(yī)學(xué)成像技術(shù)與裝備工程實(shí)驗(yàn)室，以及廣東省磁共振成像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東省醫(yī)學(xué)光學(xué)影像技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳市分子影像學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、深圳市超聲成像與治療技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、腦解析與腦模擬重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施等一流的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室３０多個(gè)。
中科院深圳先進(jìn)院醫(yī)工所所長(zhǎng)梁棟指出，這些研究單元和科研平臺(tái)，為先進(jìn)院推進(jìn)高端醫(yī)療設(shè)備國(guó)產(chǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)１５年攻堅(jiān)克難，醫(yī)學(xué)成像團(tuán)隊(duì)在成像技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化方面取得一系列重要突破，推動(dòng)系列高端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備成功研發(fā)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并與醫(yī)療設(shè)備龍頭企業(yè)緊密合作，帶動(dòng)中國(guó)高端醫(yī)療器械自主創(chuàng)新發(fā)展，打破國(guó)際壟斷，改變了高端醫(yī)療設(shè)備的全球市場(chǎng)格局。
主要成果包括：一是突破高場(chǎng)磁共振、功能超聲成像和調(diào)控、高分辨ＰＥＴ與ＣＴ等醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的成像方法、成像電子、核心部件和系統(tǒng)，累計(jì)獲授權(quán)５０５項(xiàng)，轉(zhuǎn)移２０８項(xiàng)；二是創(chuàng)建擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于聲鑷?yán)碚摰男乱淮俺暭羟胁◤椥猿上耜P(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用體系”，成功轉(zhuǎn)化成系列的超聲定量彈性高端彩超產(chǎn)品，在全球上千家醫(yī)院應(yīng)用，為肝硬化、乳腺癌重大疾病的早期篩查和診斷開(kāi)辟新途徑，取得顯著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，獲得２０１７年度國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；三是在首席科學(xué)家鄭海榮帶領(lǐng)下創(chuàng)建“軟硬協(xié)同”的磁共振快速成像理論與技術(shù)體系，提出新體制磁共振成像理論方法、攻克超導(dǎo)磁共振成像電子學(xué)難關(guān)，突破國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘，聯(lián)合龍頭影像設(shè)備企業(yè)研制出中國(guó)首臺(tái)３Ｔ高場(chǎng)醫(yī)學(xué)磁共振系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大型尖端成像設(shè)備自主創(chuàng)新、國(guó)產(chǎn)制造和臨床應(yīng)用的跨越，使中國(guó)成為繼美國(guó)、德國(guó)之后少數(shù)獨(dú)立擁有磁共振全部核心技術(shù)和整機(jī)制造的國(guó)家，獲得２０２０年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；四是團(tuán)隊(duì)基于在高場(chǎng)磁共振技術(shù)積累，助力推出全球首型５Ｔ超高場(chǎng)人體全身磁共振成像產(chǎn)品，２０２２年８月獲批上市，成為國(guó)際上率先突破的超高場(chǎng)磁共振成像臨床普適產(chǎn)品，改變了國(guó)際產(chǎn)品版圖；五是國(guó)家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心與上下游優(yōu)勢(shì)機(jī)構(gòu)組建創(chuàng)新聯(lián)合體，統(tǒng)籌開(kāi)展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)，布局醫(yī)用芯片、醫(yī)學(xué)影像關(guān)鍵部件、醫(yī)療機(jī)器人、心腦血管植入材料等十余項(xiàng)重大項(xiàng)目，其中，成功研制中國(guó)首臺(tái)國(guó)產(chǎn)體外肺膜氧合系統(tǒng)（ＥＣＭＯ，俗稱“人工心肺機(jī)”）于２０２３年１月獲批上市，成為中國(guó)高端醫(yī)療設(shè)備發(fā)展一個(gè)重要里程碑。
磁共振系統(tǒng)的１．５Ｔ、３Ｔ、５Ｔ，類似于移動(dòng)通信領(lǐng)域３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ，超高場(chǎng)５Ｔ臨床與科研并重，主要解決臨床問(wèn)題，服務(wù)醫(yī)學(xué)影像精細(xì)檢查，需求量大，是臨床影像尖端產(chǎn)品，同時(shí)也用于重大科學(xué)研究。為滿足腦科學(xué)等重大前沿科學(xué)需求，突破３Ｔ和５Ｔ磁共振之際，中科院深圳先進(jìn)院團(tuán)隊(duì)同時(shí)積極布局極高場(chǎng)磁共振成像相關(guān)研究。
此外，在ＣＴ和ＰＥＴ成像領(lǐng)域，已構(gòu)建具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的Ｘ／γ射線成像關(guān)鍵技術(shù)體系，填補(bǔ)多個(gè)國(guó)內(nèi)空白。研發(fā)中國(guó)首個(gè)大視場(chǎng)高分辨小動(dòng)物顯微ＣＴ、中國(guó)首臺(tái)高清晰磁共振兼容人腦ＰＥＴ功能成像儀器，已研發(fā)并成功上市中國(guó)首款全視場(chǎng)口腔ＣＴ，正在研發(fā)首款基于光柵干涉儀的相襯納米ＣＴ成像裝備系統(tǒng)等，這些設(shè)備為開(kāi)展腦科學(xué)研究、阿爾茲海默癥等疾病的早期定量診斷研究和新藥開(kāi)發(fā)提供醫(yī)學(xué)影像工具。在光聲成像方面，團(tuán)隊(duì)通過(guò)與臨床醫(yī)院合作，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)人體外周血管與消化道部位成像。
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