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近年來，我國科技創新能力大幅提升，正式邁入創新型國家行列。其中，醫療技術尤其是高端醫療裝備的發展是創新能力提升的重要表現。先進的醫療設備提升了醫療效率，提高了醫療質量。當前，我國高端醫療設備市場規模不斷擴大，相關技術和產業發展迅速。
從進口到出口
前不久舉辦的深圳國際高性能醫療器械展上，世界首款５．０Ｔ人體全身磁共振產品發布，成為展會明星。這款高端醫療裝備凝結了中國科學院深圳先進技術研究院等單位合作結晶的成果，已于去年８月獲國家醫療器械注冊（ＮＭＰＡ）審批，成為國際上率先突破的超高場磁共振成像普適產品。
磁共振是心腦血管、神經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深圳先進院第二個研究所時，就開始布局生物醫學工程和醫療器械研發。
１６年前，剛從美國加州大學回國加入深圳先進院的鄭海榮，受命組建生物醫學成像研究中心，被進口磁共振設備的昂貴價格所震驚。“一臺好幾千萬元，就連科學研究都不一定用得起，更別說老百姓看病了。”鄭海榮回憶說。當時，全球只有少數幾家醫療設備巨頭壟斷生產高場人體磁共振產品，在我國市場售價昂貴，患者檢查成本很高。
醫療所急，也是產業之痛。２００８年，深圳先進院勞特伯醫學影像實驗室開始布局磁共振成像技術研發。隨后與聯影醫療共同開展了“３．０Ｔ高場磁共振成像系統”研發計劃。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壟斷，項目組創建了“軟硬件協同”的磁共振快速成像技術體系，構建了影像數據“稀疏采集、快速掃描、精準重建”技術路徑，攻克了系統核心部件和成像技術難關。
“公司自成立之初，就很注重核心部件的自主可控。目前，聯影醫療已攻克一系列關鍵技術。”聯影醫療研發副總裁王海寧介紹。
２０２１年，項目組研發出的國產３．０Ｔ高場磁共振成像設備成果榮獲國家科技進步一等獎，實現我國高端醫療設備自主創新的重大突破。３Ｔ磁共振系統的研制成功，使中國成為少數幾個獨立掌握磁共振全部核心技術和整機制造的國家；聯影公司的系列磁共振產品已經走進３１個省份的千余家醫院，有效緩解了老百姓在使用高端影像設備上看病貴、看病難的問題，并實現了對美國、歐洲等海外市場的逆向輸出，我國由凈進口國變為出口國。
３Ｔ打破國際壟斷，國產化設備展現出后發優勢，５Ｔ則實現了跨代引領、國際領先，有力改變了磁共振國際產業格局和技術格局。
北京協和醫院放射科是５．０Ｔ超高場強磁共振的首批用戶，該科主任醫師王怡寧曾接診過一個突發肢體無力的４４歲女性患者，此前用３Ｔ系統照不出異常，改用５Ｔ系統確診出危險的動脈夾層。“３Ｔ檢查分辨率不夠并沒有發現腦血管的問題，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。”王怡寧說。
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影合作攻關更高分辨率、高靈敏的人體磁共振成像科研設備。
從成果到產品
不只是磁共振，深圳先進院還有很多成果已經轉化為高端醫療裝備。
邁瑞醫療醫學影像研發總監李雷介紹，此前，深圳先進院鄭海榮團隊跟邁瑞共同研發的新一代超聲剪切波彈性成像關鍵技術及應用，獲得２０１７年度國家技術發明二等獎。
創建了完全自主知識產權的“超聲剪切波彈性成像關鍵技術及應用體系”，轉化了三個系列的超聲定量彈性高端彩超產品，使肝纖維化無需穿刺即可實現早期篩查和準確分級。
積極倡導科研成果產業化是深圳先進院文化的重要組成部分。深圳先進院醫工所所長梁棟表示，醫工所有研制科研儀器的優良傳統。其一，生物醫學工程學科是強交叉的學科，醫學、生物、工程、電子、材料等多個學科交叉在一起，而它的出口是醫療器械和儀器裝備；其二，醫工所成立之初，就確定了“學術引領、服務產業”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，項目團隊的三種創新機制有別于傳統的科技創新模式：一是做科研要緊盯國家戰略需求，一些項目雖然沒有發表文章，但研發過程中獲得發明，掌握了核心技術、突破了國際壁壘，構建了自主知識產權體系；二是與企業緊密合作，急企業之所急，研究人員將自己掌握的科技前沿技術落地到產品中去，真正提升產品的國際競爭力；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貢獻，讓科研人員能得到應有的回報和職業成就感。
從創新鏈到產業鏈
“儀器儀表作為實現國家創新驅動戰略的重要支撐，其發展水平決定了新興信息產業、高端裝備制造業、新能源和新材料等戰略性新興產業的發展。醫療儀器是其中特別重要的一類。”中國儀器儀表學會秘書長張彤介紹，近年來，在行業規模不斷增長的同時，我國儀器儀表行業的產業鏈和技術實力也發展較快，形成了比較完整的產業體系和技術創新體系，縮短了和國際先進水平之間的差距。
我國醫學裝備市場近１０年規模保持快速增長，去年達１．１５萬億元，已經成為全球第二大市場。中國醫療器械產業也快速發展、從小到大，下一步自然要瞄準技術和利潤雙高的高端市場。
這方面，深圳醫療器械產業表現突出，占了３個頭名。據深圳醫療器械行業協會不完全統計，目前深圳醫療器械企業超１８００家。從產值規模來說，深圳醫療器械產值約占全國的８％至１０％，出口占比超過１３％，居全國各大城市之首；醫療器械生產企業聚集全國領先，億元以上企業數居各城市之首，單個企業平均產值超６０００萬元，保持全國平均水平的２倍以上；上市企業市值占全國近三分之一，體量全國居首。
產業高速發展的根本，要靠科技創新。從２００７年深圳先進院布局生物醫學工程領域算起，高端醫學影像團隊歷時１６年，突破了高場人體超導快速磁共振、功能超聲成像和調控等醫學影像設備的成像方法、核心部件和系統，授權５０５項，轉移２０８項。國家高性能醫療器械創新中心等國家重大科研與產業創新平臺的設立與運營，進一步為醫療器械創新注入新的動力。
“深圳發展高端醫療器械產業有多重優勢，一是產業鏈豐富，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；三是產業開放度高，產學研用合作密切。在深圳這片充滿創新活力的土壤上，未來一定會創造出更多奇跡。”深圳先進院院企合作與創新發展處處長畢亞雷說。
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高端醫療設備國產化獲重要突破
近年來，中科院深圳先進院已成為推進高端醫療設備國產化的一股重要力量。
２００７年，中科院深圳先進院院長樊建平在建設該院第二個研究所時，就開始布局生物醫學工程和醫療器械。目前，深圳先進院生物醫學與健康工程研究所（醫工所）是中科院規模較大的生物醫學與健康工程領域的力量之一，致力于高分辨多模態高端醫學成像技術與儀器設備研發、醫療機器人等創新醫療器械的研制，以及低成本健康及康復工程技術集成。該所現設７個研究單元，包括勞特伯生物醫學成像研究中心、醫療機器人與微創手術器械研究中心、轉化醫學研究與發展中心、智能醫用材料與器械研究中心、生物醫學光學與分子影像研究中心、醫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已牽頭組建國家高性能醫療器械創新中心、醫學成像科學技術系統重點實驗室、國家地方聯合高端醫學影像工程實驗室、中科院健康信息學重點實驗室、中科院人機智能協同系統重點實驗室、中科院醫學成像技術與裝備工程實驗室，以及廣東省磁共振成像重點實驗室、廣東省醫學光學影像技術重點實驗室、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重點實驗室、腦解析與腦模擬重大科學基礎設施等一流的專業實驗室３０多個。
中科院深圳先進院醫工所所長梁棟指出，這些研究單元和科研平臺，為先進院推進高端醫療設備國產化奠定了堅實基礎，經過１５年攻堅克難，醫學成像團隊在成像技術研發和成果轉化方面取得一系列重要突破，推動系列高端醫學影像設備成功研發并實現產業化，并與醫療設備龍頭企業緊密合作，帶動中國高端醫療器械自主創新發展，打破國際壟斷，改變了高端醫療設備的全球市場格局。
主要成果包括：一是突破高場磁共振、功能超聲成像和調控、高分辨ＰＥＴ與ＣＴ等醫學影像設備的成像方法、成像電子、核心部件和系統，累計獲授權５０５項，轉移２０８項；二是創建擁有完全自主知識產權的基于聲鑷理論的新一代“超聲剪切波彈性成像關鍵技術及應用體系”，成功轉化成系列的超聲定量彈性高端彩超產品，在全球上千家醫院應用，為肝硬化、乳腺癌重大疾病的早期篩查和診斷開辟新途徑，取得顯著社會和經濟效益，獲得２０１７年度國家技術發明獎二等獎；三是在首席科學家鄭海榮帶領下創建“軟硬協同”的磁共振快速成像理論與技術體系，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，突破國際知識產權壁壘，聯合龍頭影像設備企業研制出中國首臺３Ｔ高場醫學磁共振系統，實現大型尖端成像設備自主創新、國產制造和臨床應用的跨越，使中國成為繼美國、德國之后少數獨立擁有磁共振全部核心技術和整機制造的國家，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積累，助力推出全球首型５Ｔ超高場人體全身磁共振成像產品，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品，改變了國際產品版圖；五是國家高性能醫療器械創新中心與上下游優勢機構組建創新聯合體，統籌開展關鍵共性技術攻關，布局醫用芯片、醫學影像關鍵部件、醫療機器人、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體外肺膜氧合系統（ＥＣＭＯ，俗稱“人工心肺機”）于２０２３年１月獲批上市，成為中國高端醫療設備發展一個重要里程碑。
磁共振系統的１．５Ｔ、３Ｔ、５Ｔ，類似于移動通信領域３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ，超高場５Ｔ臨床與科研并重，主要解決臨床問題，服務醫學影像精細檢查，需求量大，是臨床影像尖端產品，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研究。
此外，在ＣＴ和ＰＥＴ成像領域，已構建具有自主知識產權的Ｘ／γ射線成像關鍵技術體系，填補多個國內空白。研發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，已研發并成功上市中國首款全視場口腔ＣＴ，正在研發首款基于光柵干涉儀的相襯納米ＣＴ成像裝備系統等，這些設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提供醫學影像工具。在光聲成像方面，團隊通過與臨床醫院合作，在國際上率先實現人體外周血管與消化道部位成像。
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