工欲善其事，必先利其器。面向人民生命健康，醫(yī)療器械特別是高端醫(yī)療設(shè)備自然是重大疾病診療最重要“利器”之一，是國家急需的戰(zhàn)略領(lǐng)域。

 

　　近些年來，中國非常重視并持續(xù)開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅，推動高端醫(yī)療設(shè)備國產(chǎn)化、保障14億民眾的健康和健康中國戰(zhàn)略。那么，中國高端醫(yī)療技術(shù)設(shè)備創(chuàng)新研發(fā)進(jìn)展如何？如今已經(jīng)到達(dá)什么“高度”？

 

　　要在“珠峰大本營”上面再發(fā)力

 

　　國家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心主任、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（中科院深圳先進(jìn)院）副院長鄭海榮研究員近日接受記者采訪時說，如果將高端醫(yī)療技術(shù)和設(shè)備研發(fā)比作攀登珠穆朗瑪峰的話，在先進(jìn)醫(yī)療器械領(lǐng)域賽道上，中國近年來發(fā)展迅速，總體上來說，現(xiàn)在已經(jīng)到達(dá)“珠峰大本營”的位置，但國際創(chuàng)新競爭更加激烈，“從大本營再朝著峰頂往上走，哪怕誰多走出100米，都很不容易的，因為那都是無人區(qū)，氧氣稀缺、體力匱乏，這就是科技創(chuàng)新無人區(qū)”。不過，高端醫(yī)療技術(shù)設(shè)備研發(fā)體現(xiàn)國家意志，更需要在“珠峰大本營”上面的階段發(fā)力。

 

　　在醫(yī)療器械領(lǐng)域經(jīng)典賽道上，“經(jīng)典賽道并不意味著不先進(jìn)、難度不大，是醫(yī)學(xué)臨床的主要工具、是典型的高端制造，經(jīng)典賽道設(shè)備是臨床和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)實急需，技術(shù)體系尖端復(fù)雜，而且仍然處于旺盛的持續(xù)創(chuàng)新階段，要完全自主可控、實現(xiàn)領(lǐng)先也很不易。比如對于經(jīng)典的高端影像賽道，現(xiàn)在總體上來說，中國科研機(jī)構(gòu)及龍頭企業(yè)也已經(jīng)到達(dá)‘珠峰大本營’了，技術(shù)儲備與創(chuàng)新已經(jīng)顯示出相當(dāng)?shù)膶嵙Α薄?

 

　　在醫(yī)療器械領(lǐng)域新興賽道上，包括基于新材料、新器件、分子生物、量子科技和數(shù)據(jù)智能等發(fā)展的新興普惠和精準(zhǔn)醫(yī)療技術(shù)設(shè)備，這些高精尖新賽道的新一代醫(yī)療器械研發(fā)，越早越有先機(jī)，也依賴于多學(xué)科創(chuàng)新能力，“這方面中國一直都在奔跑，注重對無人區(qū)的前瞻布局，既要鞏固老賽道，更要布局新賽道?！编嵑s透露。

 

　　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(jìn)院已成為推進(jìn)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(jìn)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(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。

 

　　在科研平臺方面，中科院深圳先進(jìn)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(xué)成像科學(xué)技術(shù)系統(tǒng)重點實驗室、國家地方聯(lián)合高端醫(yī)學(xué)影像工程實驗室、中科院健康信息學(xué)重點實驗室、中科院人機(jī)智能協(xié)同系統(tǒng)重點實驗室、中科院醫(yī)學(xué)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(xué)光學(xué)影像技術(shù)重點實驗室、深圳市分子影像學(xué)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(xué)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(jìn)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(jìn)院推進(jìn)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(xué)成像團(tuán)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(xué)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(xué)影像設(shè)備的成像方法、成像電子、核心部件和系統(tǒng)，累計獲授權(quán)專利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?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辟新途徑，取得顯著社會和經(jīng)濟(jì)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(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(xué)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(jī)制造的國家，獲得2020年度國家科技進(jìn)步獎一等獎；四是團(tuán)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(jī)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(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(jī)”）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(xué)影像精細(xì)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(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(bǔ)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(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發(fā)提供醫(yī)學(xué)影像工具。在光聲成像方面，團(tuán)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。

 

　　讓未來醫(yī)學(xué)成像練就“火眼金睛”

 

　　健康既是戰(zhàn)略需求又是戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，因此，中國高端醫(yī)療設(shè)備研發(fā)到達(dá)“珠峰大本營”之后，在診斷和治療技術(shù)上要不斷創(chuàng)新突破，實現(xiàn)更加靈敏、精細(xì)與精準(zhǔn)，以滿足與支撐更高水平的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)。面向未來功能醫(yī)學(xué)成像時代，要做下一代的成像技術(shù)——及早發(fā)現(xiàn)疾病的成像探測，特別是能實現(xiàn)能量微納化的極弱探測能力?！拔覀儸F(xiàn)在要把很多早期疾病發(fā)現(xiàn)不了的冰山下的問題，包括功能與代謝的異常、疾病早期的異常。挑戰(zhàn)之大，或類似于天文學(xué)中要從數(shù)億光年以外宇宙里發(fā)現(xiàn)一個微弱的信號，怎么發(fā)現(xiàn)？醫(yī)療設(shè)備的新型傳感器和系統(tǒng)要有‘火眼金睛’，成為疾病監(jiān)測的‘千里眼’‘順風(fēng)耳’”。

 

　　樊建平認(rèn)為，技術(shù)研發(fā)經(jīng)常遇到“有心栽花花不發(fā)，無意插柳柳成蔭”現(xiàn)象，科技創(chuàng)新是具有高風(fēng)險的事業(yè)，沒有必然確定性，有些技術(shù)路線非常明確，持續(xù)開展攻關(guān)就可以；但“無人區(qū)”“新賽道”不一定有明確技術(shù)路線，要盡可能判斷未來發(fā)展的方向和機(jī)會在哪里，其次，從科學(xué)角度必然要做分散布局或前瞻性布局。從概率論來講，如果不做冗余布局，就不可能有大概率的收獲?！跋翊殴舱耦I(lǐng)域，我們當(dāng)時招人，就招了一批數(shù)學(xué)、物理、超導(dǎo)專業(yè)研究人員，若僅從固有‘栽花’的工程角度，這些都屬于‘插柳’”。

 

　　科技創(chuàng)新上，“有序充滿了科學(xué)，無序是需要保證隊伍及各種支撐，讓它更加符合預(yù)期。未來要想在產(chǎn)業(yè)鏈頂端往上走，我們必然既要有大的規(guī)劃布局，又要做隨機(jī)儲備”。比如，磁共振、冷凍電鏡、大型質(zhì)子放療設(shè)備等診療重器，這些能夠看得見、摸得著、確定性的項目上，要積極布局，開展強(qiáng)目標(biāo)有組織科研攻關(guān)。與此同時，也要鼓勵科學(xué)家要有奇思妙想，多領(lǐng)域討論前沿，碰撞創(chuàng)新火花，只有這樣才能持續(xù)發(fā)展。明確目標(biāo)主動布局和學(xué)術(shù)前沿開展自由探索，這兩方面要有效結(jié)合。同樣，在研發(fā)成果和專利轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化方面，也應(yīng)當(dāng)尋求重點和前瞻的結(jié)合。

 

　　在科研人員眼中，未來還會涌現(xiàn)未知顛覆性技術(shù)，梁棟說，“我們要敏銳地布局研發(fā)，比如人工智能，現(xiàn)在ChatGPT出來了，以后醫(yī)療版的ChatGPT也有望服務(wù)臨床”。今后應(yīng)用人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段，結(jié)合超靈敏傳感器并通過液體活檢、基因測序等方法，或可監(jiān)控人體腫瘤細(xì)胞變化趨勢，開展腫瘤的極早期診斷。

 

　　“我們要關(guān)注新興技術(shù)變革帶來的機(jī)會，其中包括量子技術(shù)，雖說量子看不見、摸不著，我們要探測人體里出來的微弱不明疾病信號，不可能像經(jīng)典技術(shù)那樣直接地看組織、看密度、看光譜，它可能就是一些量子信號，包括腫瘤在外源激發(fā)下也有其特定量子信號。這些信號早期發(fā)現(xiàn)要靠精密量子傳感與成像探測技術(shù)，所以要關(guān)注量子技術(shù)、納米技術(shù)和數(shù)據(jù)技術(shù)在生命健康科學(xué)的研究和應(yīng)用。”鄭海榮表示，“這也許就是無序中的有序，現(xiàn)在不布局、不儲備，未來就難以厚積薄發(fā)”。