2018年的中國醫(yī)療設(shè)備行業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)布大會發(fā)布了21類醫(yī)療設(shè)備在全國市場占有率數(shù)據(jù),,圖為2017年磁共振成像設(shè)備廠家的市場占有率,其中,,國際巨頭GPS(通用電氣,、西門子、飛利浦)為主的國際廠商仍走在前列,。
“我國磁共振成像設(shè)備的市場需求量巨大,,每年近兩千臺,未來市場潛力有望占全球半壁江山,?!敝袊茖W(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院(以下簡稱深圳先進(jìn)院)生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所副所長劉新說。
然而,,受制于醫(yī)學(xué)影像核心技術(shù)缺乏,,長期以來我國磁共振醫(yī)療設(shè)備依賴進(jìn)口,高端的3.0T磁共振更是全靠進(jìn)口,。高昂的進(jìn)口醫(yī)療設(shè)備成本,,讓病人的檢查費用也居高不下。如今,,我國首型3.0T人體磁共振的研發(fā)成功,,打破了跨國公司對我國的長期壟斷,實現(xiàn)了大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,,進(jìn)入近百家大型三甲醫(yī)院臨床應(yīng)用,。
該系統(tǒng)由上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司(以下簡稱聯(lián)影)的技術(shù)團(tuán)隊和深圳先進(jìn)院醫(yī)學(xué)成像科研團(tuán)隊歷時8年攻關(guān)完成,雙方走出一條研產(chǎn)融合,實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新之路,。同時,,以深圳先進(jìn)院醫(yī)學(xué)成像中心主任、項目首席科學(xué)家鄭海榮領(lǐng)銜的“超導(dǎo)磁共振快速成像技術(shù),、系統(tǒng)與應(yīng)用”項目成果榮獲2018年度廣東省技術(shù)發(fā)明一等獎,,技術(shù)創(chuàng)新獲得同行、產(chǎn)業(yè)和醫(yī)學(xué)臨床認(rèn)可,。
堅持為民族品牌提供技術(shù)支撐
磁共振成像儀是物理,、數(shù)學(xué)、信息和工程完美融合的尖端儀器,,因其無輻射,、多參數(shù)、高對比,,已成為醫(yī)學(xué)臨床疾病診斷的權(quán)威手段,。但其技術(shù)門檻極高,“磁體,、射頻、梯度和譜儀是制約磁共振成像設(shè)備的四大‘卡脖子’關(guān)鍵技術(shù)及核心部件,?!睋?jù)劉新介紹,磁共振從誕生發(fā)展至今,,其臨床應(yīng)用的最大瓶頸仍然是成像速度慢,。“快,、準(zhǔn)是全球研發(fā)磁共振成像的主要技術(shù)目標(biāo),,大家一直在研究,但始終沒有大的突破,?!?/p>
深圳先進(jìn)院磁共振團(tuán)隊在鄭海榮的帶領(lǐng)下自2007年開始布局、參與到這場競爭中,。劉新說:“從一開始,,我們就堅持學(xué)術(shù)引領(lǐng),服務(wù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新之路,,瞄準(zhǔn)國際前沿,,為民族品牌產(chǎn)品提供核心技術(shù)支撐?!?/p>
與此同時,,矢志打造中國的世界級高端醫(yī)療影像設(shè)備研發(fā)的聯(lián)影專注于核心部件的自主研發(fā),為的是不在關(guān)鍵核心技術(shù)上受制于人。雙方一拍即合,,并自2010年開始了戰(zhàn)略合作,,針對“成像速度慢、掃描時間長”這一國際公認(rèn)的磁共振成像瓶頸問題,,聯(lián)手進(jìn)行軟硬件協(xié)同的核心技術(shù)攻關(guān),。
2014年雙方合作研發(fā)出第一款產(chǎn)品1.5T人體磁共振,并進(jìn)入市場,。隨后,,他們向3.0T磁共振發(fā)起挑戰(zhàn)。此時,,我國沒有一家企業(yè)能夠研制生產(chǎn)3.0T磁共振系統(tǒng),,國外連核心部件也不賣給中國企業(yè)。
彼時,,美國,、德國、韓國等全球研發(fā)機構(gòu)和公司都在加緊研發(fā)新一代的快速成像技術(shù),。
“沒有針對磁共振快速成像的有效新理論,,缺乏高精度大功率射頻電子技術(shù)及核心部件,以及面向大腦和心臟成像的臨床急需的應(yīng)用序列,?!眲⑿抡f,實實在在的挑戰(zhàn)擺在了研發(fā)團(tuán)隊面前,。
轉(zhuǎn)化成功迫使進(jìn)口產(chǎn)品大幅降價
反復(fù)試驗,、研究,團(tuán)隊提出用壓縮感知理論來解決磁共振快速成像難題,。
什么是壓縮感知理論,?團(tuán)隊骨干梁棟用一個通俗易懂的例子作解釋?!笆謾C拍攝的圖片像素越大,,照片越清晰,傳輸?shù)乃俣染驮铰?。假如用壓縮感知理論,,拍攝4000萬像素圖片時,只需采集其中的部分像素,進(jìn)行編碼、解碼,。這種新方法采集的圖片傳輸速度快,,不影響圖片質(zhì)量?!绷簵澱f,,但要把此理論應(yīng)用到磁共振上難度大,,因為既要保持圖片分辨率,,還要保持圖像細(xì)節(jié),,醫(yī)生才能進(jìn)行診斷。
“圍繞這個新構(gòu)架,,儀器研制的整個技術(shù)路線都要相應(yīng)創(chuàng)新,。”劉新感嘆道,。
經(jīng)過合作團(tuán)隊的努力,,提出了軟硬件協(xié)同的磁共振快速成像新思路和技術(shù)路線,打破了傳統(tǒng)方法存在的瓶頸;發(fā)明了動態(tài)多極多通道射頻發(fā)射系統(tǒng);攻克了場強波動僅有百萬分之一的高均勻的3.0T超導(dǎo)磁體,。
突破了“卡脖子”核心部件,,整機研制迎刃而解。2015年,,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的我國首型號3.0T磁共振系統(tǒng)――聯(lián)影3.0T人體磁共振問世,,獲得國家三類醫(yī)療器械注冊證和美國FDA認(rèn)證。該系統(tǒng)研發(fā)成功并轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品后,,打破了幾十年來我國超導(dǎo)磁共振設(shè)備市場被國外壟斷的局面,,迫使進(jìn)口同類產(chǎn)品價格大幅下降。
“許多重大疾病,,如癌癥和某些心臟疾病,,通過高端的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備,可在病變早期發(fā)現(xiàn),。3.0T磁共振的競爭點是為臨床應(yīng)用提供了更加先進(jìn)的技術(shù)?!眲⑿赂嬖V記者,,結(jié)合快速成像方法和高性能硬件,團(tuán)隊成功開發(fā)出腦中風(fēng)預(yù)警三維斑塊成像,、實時心臟成像,、腹部腫瘤動態(tài)增強成像與腦功能成像等臨床應(yīng)用,實現(xiàn)最高16倍的采集加速,。
形成把技術(shù)變生產(chǎn)力的“流水線”
經(jīng)過10余年前沿布局探索和技術(shù)攻關(guān),,鄭海榮帶領(lǐng)的3.0T快速磁共振研發(fā)團(tuán)隊提出了“快速成像理論方法創(chuàng)新―核心部件突破―臨床應(yīng)用實現(xiàn)”技術(shù)主線,構(gòu)建了軟件與硬件協(xié)同融合的技術(shù)路線,,實現(xiàn)了“既快又清”的3.0T成像系統(tǒng)在快速成像技術(shù)上的突破與規(guī)模臨床應(yīng)用,。
“深圳先進(jìn)院與聯(lián)影是多年的親密合作伙伴,雙方強強聯(lián)合,,建立了創(chuàng)新融合機制,,從學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)兩個不同維度,,推動影像醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一系列研究和轉(zhuǎn)化?!鄙钲谙冗M(jìn)院院長樊建平指出,,這種產(chǎn)研結(jié)合的模式,高效促進(jìn)了技術(shù)成果快速向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化,。
“我們一開始就在走成果轉(zhuǎn)化路徑,,而不是出了成果再去找企業(yè)轉(zhuǎn)化?!眲⑿抡f,,“我們邊研發(fā)邊根據(jù)聯(lián)影反饋來的市場需求不斷調(diào)整。這種合作優(yōu)勢在于實現(xiàn)了無縫對接,,技術(shù)團(tuán)隊心無旁騖的搞研發(fā),,實驗室里的新技術(shù)可直接走向市場,無需等待就轉(zhuǎn)化,,直接產(chǎn)生競爭力,。”
“成果轉(zhuǎn)化關(guān)鍵還取決于技術(shù)的價值以及產(chǎn)研伙伴的融合能力,,畢竟要把實驗室里具有競爭力技術(shù)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品,,還得看企業(yè)能否有實力來承接?!眲⑿抡J(rèn)為,,“因為雙方在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化上有著相同的理念,一旦完成了競爭性技術(shù)開發(fā)后,,公司馬上接過去進(jìn)行轉(zhuǎn)化應(yīng)用,。我們再繼續(xù)進(jìn)行前瞻性或引領(lǐng)性技術(shù)的開發(fā),從而形成良性循環(huán),?!?/p>
劉新做過十幾年的醫(yī)生,在他看來,,國產(chǎn)首型3.0T人體磁共振研發(fā)成功的意義,,除了實現(xiàn)高端醫(yī)療設(shè)備技術(shù)自主可控,還在于為醫(yī)生以及科學(xué)家進(jìn)行原創(chuàng)研究提供的真正開放的平臺,。
他說:“醫(yī)院過去買國外的新機型,、新產(chǎn)品搞科研,實則是在為進(jìn)口設(shè)備做臨床驗證,,我們沒有自己的原創(chuàng)研究,,難以形成技術(shù)創(chuàng)新平臺。國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)單位與醫(yī)院開展緊密科研合作,,技術(shù)界面全開放,,這樣儀器設(shè)備不僅是醫(yī)學(xué)檢查的平臺,,更是一個創(chuàng)新研究的載體,有助于提高我們的醫(yī)學(xué)研究水平和技術(shù)發(fā)展,?!?/p>
“不忘初心,我們和聯(lián)影的創(chuàng)新合作還會更深入,?!眲⑿峦嘎叮p方正在緊鑼密鼓籌劃規(guī)模更大的合作研發(fā)轉(zhuǎn)化基地,,研發(fā)更加先進(jìn)的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)和未來產(chǎn)品,,服務(wù)億萬百姓健康。