近年來，我國科技創(chuàng)新能力大幅提升，正式邁入創(chuàng)新型國家行列。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。當前，我國高端醫(yī)療設(shè)備市場規(guī)模不斷擴大，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。

從進口到出口

前不久舉辦的深圳國際高性能醫(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，成為展會明星。這款高端醫(yī)療裝備凝結(jié)了中國科學院深圳先進技術(shù)研究院等單位合作結(jié)晶的成果，已于去年８月獲國家醫(yī)療器械注冊（ＮＭＰＡ）審批，成為國際上率先突破的超高場磁共振成像普適產(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年中國科學院深圳先進院院長樊建平在建設(shè)深圳先進院第二個研究所時，就開始布局生物醫(yī)學工程和醫(yī)療器械研發(fā)。

１６年前，剛從美國加州大學回國加入深圳先進院的鄭海榮，受命組建生物醫(yī)學成像研究中心，被進口磁共振設(shè)備的昂貴價格所震驚?！耙慌_好幾千萬元，就連科學研究都不一定用得起，更別說老百姓看病了?！编嵑s回憶說。當時，全球只有少數(shù)幾家醫(yī)療設(shè)備巨頭壟斷生產(chǎn)高場人體磁共振產(chǎn)品，在我國市場售價昂貴，患者檢查成本很高。

醫(yī)療所急，也是產(chǎn)業(yè)之痛。２００８年，深圳先進院勞特伯醫(yī)學影像實驗室開始布局磁共振成像技術(shù)研發(fā)。隨后與聯(lián)影醫(yī)療共同開展了“３．０Ｔ高場磁共振成像系統(tǒng)”研發(fā)計劃。針對磁共振成像速度慢的世界難題和高場超導成像的國外技術(shù)壟斷，項目組創(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)?！甭?lián)影醫(yī)療研發(fā)副總裁王海寧介紹。

２０２１年，項目組研發(fā)出的國產(chǎn)３．０Ｔ高場磁共振成像設(shè)備成果榮獲國家科技進步一等獎，實現(xiàn)我國高端醫(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，使中國成為少數(shù)幾個獨立掌握磁共振全部核心技術(shù)和整機制造的國家；聯(lián)影公司的系列磁共振產(chǎn)品已經(jīng)走進３１個省份的千余家醫(yī)院，有效緩解了老百姓在使用高端影像設(shè)備上看病貴、看病難的問題，并實現(xiàn)了對美國、歐洲等海外市場的逆向輸出，我國由凈進口國變?yōu)槌隹趪?/p>

３Ｔ打破國際壟斷，國產(chǎn)化設(shè)備展現(xiàn)出后發(fā)優(yōu)勢，５Ｔ則實現(xiàn)了跨代引領(lǐng)、國際領(lǐng)先，有力改變了磁共振國際產(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超高場強磁共振的首批用戶，該科主任醫(yī)師王怡寧曾接診過一個突發(fā)肢體無力的４４歲女性患者，此前用３Ｔ系統(tǒng)照不出異常，改用５Ｔ系統(tǒng)確診出危險的動脈夾層?！埃常詸z查分辨率不夠并沒有發(fā)現(xiàn)腦血管的問題，５Ｔ的高分辨率血管成像可以幫助我們找到病因，更早地進行診治?！蓖踱鶎幷f。

為滿足腦科學等重大前沿科學需求，在我國首型３Ｔ和世界首型５Ｔ磁共振之后，鄭海榮團隊目前正在與聯(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)學影像研發(fā)總監(jiān)李雷介紹，此前，深圳先進院鄭海榮團隊跟邁瑞共同研發(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年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎。

創(chuàng)建了完全自主知識產(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)化了三個系列的超聲定量彈性高端彩超產(chǎn)品，使肝纖維化無需穿刺即可實現(xiàn)早期篩查和準確分級。

積極倡導科研成果產(chǎn)業(yè)化是深圳先進院文化的重要組成部分。深圳先進院醫(yī)工所所長梁棟表示，醫(yī)工所有研制科研儀器的優(yōu)良傳統(tǒng)。其一，生物醫(yī)學工程學科是強交叉的學科，醫(yī)學、生物、工程、電子、材料等多個學科交叉在一起，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“學術(shù)引領(lǐng)、服務(wù)產(chǎn)業(yè)”的目標，形成了一支科學家和工程師混搭的團隊；其三，由于歷史原因，我國科學儀器長期依賴進口，為了解決這個“卡脖子”短板，醫(yī)工所把研制科研儀器作為一項使命，扛在自己肩上。

鄭海榮認為，項目團隊的三種創(chuàng)新機制有別于傳統(tǒng)的科技創(chuàng)新模式：一是做科研要緊盯國家戰(zhàn)略需求，一些項目雖然沒有發(fā)表文章，但研發(fā)過程中獲得發(fā)明，掌握了核心技術(shù)、突破了國際壁壘，構(gòu)建了自主知識產(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)品的國際競爭力；三是有一套科學靈活的科研團隊管理機制，從工資待遇到職稱晉升，破“四唯”、看貢獻，考慮每個成員的具體技術(shù)貢獻，讓科研人員能得到應(yīng)有的回報和職業(yè)成就感。

從創(chuàng)新鏈到產(chǎn)業(yè)鏈

“儀器儀表作為實現(xiàn)國家創(chuàng)新驅(qū)動戰(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?！敝袊鴥x器儀表學會秘書長張彤介紹，近年來，在行業(yè)規(guī)模不斷增長的同時，我國儀器儀表行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)實力也發(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，縮短了和國際先進水平之間的差距。

我國醫(yī)學裝備市場近１０年規(guī)模保持快速增長，去年達１．１５萬億元，已經(jīng)成為全球第二大市場。中國醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)也快速發(fā)展、從小到大，下一步自然要瞄準技術(shù)和利潤雙高的高端市場。

這方面，深圳醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)突出，占了３個頭名。據(jù)深圳醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會不完全統(tǒng)計，目前深圳醫(yī)療器械企業(yè)超１８００家。從產(chǎn)值規(guī)模來說，深圳醫(yī)療器械產(chǎn)值約占全國的８％至１０％，出口占比超過１３％，居全國各大城市之首；醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)聚集全國領(lǐng)先，億元以上企業(yè)數(shù)居各城市之首，單個企業(yè)平均產(chǎn)值超６０００萬元，保持全國平均水平的２倍以上；上市企業(yè)市值占全國近三分之一，體量全國居首。

產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的根本，要靠科技創(chuàng)新。從２００７年深圳先進院布局生物醫(yī)學工程領(lǐng)域算起，高端醫(yī)學影像團隊歷時１６年，突破了高場人體超導快速磁共振、功能超聲成像和調(diào)控等醫(yī)學影像設(shè)備的成像方法、核心部件和系統(tǒng)，授權(quán)５０５項，轉(zhuǎn)移２０８項。國家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心等國家重大科研與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新平臺的設(shè)立與運營，進一步為醫(yī)療器械創(chuàng)新注入新的動力。

“深圳發(fā)展高端醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)有多重優(yōu)勢，一是產(chǎn)業(yè)鏈豐富，有強大配套能力；二是國際化程度高，吸引全球各地各學科的人才集聚；三是產(chǎn)業(yè)開放度高，產(chǎn)學研用合作密切。在深圳這片充滿創(chuàng)新活力的土壤上，未來一定會創(chuàng)造出更多奇跡?！鄙钲谙冗M院院企合作與創(chuàng)新發(fā)展處處長畢亞雷說。

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高端醫(yī)療設(shè)備國產(chǎn)化獲重要突破

近年來，中科院深圳先進院已成為推進高端醫(yī)療設(shè)備國產(chǎn)化的一股重要力量。

２００７年，中科院深圳先進院院長樊建平在建設(shè)該院第二個研究所時，就開始布局生物醫(yī)學工程和醫(yī)療器械。目前，深圳先進院生物醫(yī)學與健康工程研究所（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)學成像技術(shù)與儀器設(shè)備研發(fā)、醫(yī)療機器人等創(chuàng)新醫(yī)療器械的研制，以及低成本健康及康復工程技術(shù)集成。該所現(xiàn)設(shè)７個研究單元，包括勞特伯生物醫(yī)學成像研究中心、醫(yī)療機器人與微創(chuàng)手術(shù)器械研究中心、轉(zhuǎn)化醫(yī)學研究與發(fā)展中心、智能醫(yī)用材料與器械研究中心、生物醫(yī)學光學與分子影像研究中心、醫(yī)學人工智能研究中心、仿生觸覺與智能傳感研究中心，已形成一支科學家和工程師“混搭”的７００多人研究團隊。

在科研平臺方面，中科院深圳先進院現(xiàn)已牽頭組建國家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心、醫(yī)學成像科學技術(shù)系統(tǒng)重點實驗室、國家地方聯(lián)合高端醫(yī)學影像工程實驗室、中科院健康信息學重點實驗室、中科院人機智能協(xié)同系統(tǒng)重點實驗室、中科院醫(yī)學成像技術(shù)與裝備工程實驗室，以及廣東省磁共振成像重點實驗室、廣東省醫(yī)學光學影像技術(shù)重點實驗室、深圳市分子影像學重點實驗室、深圳市超聲成像與治療技術(shù)重點實驗室、腦解析與腦模擬重大科學基礎(chǔ)設(shè)施等一流的專業(yè)實驗室３０多個。

中科院深圳先進院醫(yī)工所所長梁棟指出，這些研究單元和科研平臺，為先進院推進高端醫(yī)療設(shè)備國產(chǎn)化奠定了堅實基礎(chǔ)，經(jīng)過１５年攻堅克難，醫(yī)學成像團隊在成像技術(shù)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化方面取得一系列重要突破，推動系列高端醫(yī)學影像設(shè)備成功研發(fā)并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，并與醫(yī)療設(shè)備龍頭企業(yè)緊密合作，帶動中國高端醫(yī)療器械自主創(chuàng)新發(fā)展，打破國際壟斷，改變了高端醫(yī)療設(shè)備的全球市場格局。

主要成果包括：一是突破高場磁共振、功能超聲成像和調(diào)控、高分辨ＰＥＴ與ＣＴ等醫(yī)學影像設(shè)備的成像方法、成像電子、核心部件和系統(tǒng)，累計獲授權(quán)５０５項，轉(zhuǎn)移２０８項；二是創(chuàng)建擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的基于聲鑷理論的新一代“超聲剪切波彈性成像關(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辟新途徑，取得顯著社會和經(jīng)濟效益，獲得２０１７年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎；三是在首席科學家鄭海榮帶領(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、攻克超導磁共振成像電子學難關(guān)，突破國際知識產(chǎn)權(quán)壁壘，聯(lián)合龍頭影像設(shè)備企業(yè)研制出中國首臺３Ｔ高場醫(yī)學磁共振系統(tǒng)，實現(xiàn)大型尖端成像設(shè)備自主創(chuàng)新、國產(chǎn)制造和臨床應(yīng)用的跨越，使中國成為繼美國、德國之后少數(shù)獨立擁有磁共振全部核心技術(shù)和整機制造的國家，獲得２０２０年度國家科技進步獎一等獎；四是團隊基于在高場磁共振技術(shù)積累，助力推出全球首型５Ｔ超高場人體全身磁共振成像產(chǎn)品，２０２２年８月獲批上市，成為國際上率先突破的超高場磁共振成像臨床普適產(chǎn)品，改變了國際產(chǎn)品版圖；五是國家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心與上下游優(yōu)勢機構(gòu)組建創(chuàng)新聯(lián)合體，統(tǒng)籌開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)，布局醫(yī)用芯片、醫(yī)學影像關(guān)鍵部件、醫(yī)療機器人、心腦血管植入材料等十余項重大項目，其中，成功研制中國首臺國產(chǎn)體外肺膜氧合系統(tǒng)（ＥＣＭＯ，俗稱“人工心肺機”）于２０２３年１月獲批上市，成為中國高端醫(yī)療設(shè)備發(fā)展一個重要里程碑。

磁共振系統(tǒng)的１．５Ｔ、３Ｔ、５Ｔ，類似于移動通信領(lǐng)域３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ，超高場５Ｔ臨床與科研并重，主要解決臨床問題，服務(wù)醫(yī)學影像精細檢查，需求量大，是臨床影像尖端產(chǎn)品，同時也用于重大科學研究。為滿足腦科學等重大前沿科學需求，突破３Ｔ和５Ｔ磁共振之際，中科院深圳先進院團隊同時積極布局極高場磁共振成像相關(guān)研究。

此外，在ＣＴ和ＰＥＴ成像領(lǐng)域，已構(gòu)建具有自主知識產(chǎn)權(quán)的Ｘ／γ射線成像關(guān)鍵技術(shù)體系，填補多個國內(nèi)空白。研發(fā)中國首個大視場高分辨小動物顯微ＣＴ、中國首臺高清晰磁共振兼容人腦ＰＥＴ功能成像儀器，已研發(fā)并成功上市中國首款全視場口腔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)備為開展腦科學研究、阿爾茲海默癥等疾病的早期定量診斷研究和新藥開發(fā)提供醫(yī)學影像工具。在光聲成像方面，團隊通過與臨床醫(yī)院合作，在國際上率先實現(xiàn)人體外周血管與消化道部位成像。

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