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(guó)家急需的戰(zhàn)略領(lǐng)域。

 

　　近些年來(lái)，中國(guó)非常重視并持續(xù)開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)，推動(dòng)高端醫(yī)療設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、保障14億民眾的健康和健康中國(guó)戰(zhàn)略。那么，中國(guó)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(yíng)”上面再發(fā)力

 

　　國(guó)家高性能醫(yī)療器械創(chuàng)新中心主任、中國(guó)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(zhǎng)鄭海榮研究員近日接受記者采訪時(shí)說(shuō)，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(guó)近年來(lái)發(fā)展迅速，總體上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在已經(jīng)到達(dá)“珠峰大本營(yíng)”的位置，但國(guó)際創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，“從大本營(yíng)再朝著峰頂往上走，哪怕誰(shuí)多走出100米，都很不容易的，因?yàn)槟嵌际菬o(wú)人區(qū)，氧氣稀缺、體力匱乏，這就是科技創(chuàng)新無(wú)人區(qū)”。不過(guò)，高端醫(yī)療技術(shù)設(shè)備研發(fā)體現(xiàn)國(guó)家意志，更需要在“珠峰大本營(yíng)”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(shí)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(shí)現(xiàn)領(lǐng)先也很不易。比如對(duì)于經(jīng)典的高端影像賽道，現(xiàn)在總體上來(lái)說(shuō)，中國(guó)科研機(jī)構(gòu)及龍頭企業(yè)也已經(jīng)到達(dá)‘珠峰大本營(yíng)’了，技術(shù)儲(chǔ)備與創(chuàng)新已經(jīng)顯示出相當(dāng)?shù)膶?shí)力”。

 

　　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(guó)一直都在奔跑，注重對(duì)無(wú)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(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)專利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(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。

 

　　讓未來(lái)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(guó)高端醫(yī)療設(shè)備研發(fā)到達(dá)“珠峰大本營(yíng)”之后，在診斷和治療技術(shù)上要不斷創(chuàng)新突破，實(shí)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(lái)功能醫(yī)學(xué)成像時(shí)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(cè)，特別是能實(shí)現(xiàn)能量微納化的極弱探測(cè)能力。“我們現(xiàn)在要把很多早期疾病發(fā)現(xiàn)不了的冰山下的問(wèn)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(gè)微弱的信號(hào)，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(cè)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(wú)意插柳柳成蔭”現(xiàn)象，科技創(chuàng)新是具有高風(fēng)險(xiǎn)的事業(yè)，沒(méi)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(wú)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(lái)發(fā)展的方向和機(jī)會(huì)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(lái)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(shí)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(wú)序是需要保證隊(duì)伍及各種支撐，讓它更加符合預(yù)期。未來(lái)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(chǔ)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(jiàn)、摸得著、確定性的項(xiàng)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(shí)，也要鼓勵(lì)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(dòng)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(diǎn)和前瞻的結(jié)合。

 

　　在科研人員眼中，未來(lái)還會(huì)涌現(xiàn)未知顛覆性技術(shù)，梁棟說(shuō)，“我們要敏銳地布局研發(fā)，比如人工智能，現(xiàn)在ChatGPT出來(lái)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(guò)液體活檢、基因測(cè)序等方法，或可監(jiān)控人體腫瘤細(xì)胞變化趨勢(shì)，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(lái)的機(jī)會(huì)，其中包括量子技術(shù)，雖說(shuō)量子看不見(jiàn)、摸不著，我們要探測(cè)人體里出來(lái)的微弱不明疾病信號(hào)，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(hào)，包括腫瘤在外源激發(fā)下也有其特定量子信號(hào)。這些信號(hào)早期發(fā)現(xiàn)要靠精密量子傳感與成像探測(cè)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?！编嵑s表示，“這也許就是無(wú)序中的有序，現(xiàn)在不布局、不儲(chǔ)備，未來(lái)就難以厚積薄發(fā)”。