【中國科學報】我國高場磁共振醫學影像設備實現自主研制與產業化—— 一款高端醫療設備打破國際壟斷的背后
聯影3.0 T 磁共振在醫院投入使用。 聯影醫療供圖
產學研醫協同持續攻堅硬科技，十年圖破壁，會有什么收效？不久前舉行的國家科學技術獎勵大會給出了答案。
大會當日，由上海聯影醫療科技股份有限公司（以下簡稱聯影醫療）牽頭，攜手中科院深圳先進技術研究院（以下簡稱深圳先進院）及中國人民解放軍總醫院、復旦大學附屬中山醫院共同完成的“高場磁共振醫學影像設備自主研制與產業化”項目，榮獲“2020年度國家科學技術進步獎一等獎”。
用該項目首席科學家、深圳先進院研究員鄭海榮的話來說，這是一種“技術與產業彌散融合的科技創新方式”，各方十年如一日的無縫對接合作，促成了這一國產化高端醫學影像設備的誕生。
一項打破國際壟斷的跨領域合作
這一項目含金量有多高？簡單地說，項目成功研發出我國首臺3.0T人體高場磁共振成像設備（簡稱3.0T磁共振）并實現整機制造與應用。打破了該領域的國際壟斷，使中國成為繼美國、德國之后實現高場磁共振全部核心部件自主研發的國家。
開展該項目的起點，要從我國高端醫療設備的進口依賴說起。
我國高端醫療裝備主要依賴進口，是我國看病貴的主要原因之一。長期以來，由于無法掌握核心部件和技術，國產磁共振設備主要占據中低端市場，高端影像設備國產化率不足5%，3.0T磁共振更是100%依靠進口。由于進口設備價格昂貴，我國百萬人口磁共振產品擁有量不足美日等國1/10。
作為“尖端醫療設備皇冠上的明珠”，磁共振設備是心腦血管、神經和腫瘤等多種重大疾病影像診斷的利器，而高場強磁共振不僅能讓臨床診斷更精準，還能為腦科學等前沿科技提供精細的結構和功能成像，是必不可少的科學儀器。
然而，磁共振的研發涉及學科門類繁多，技術體系精密復雜，研發難度極大，尤其高場磁共振研發更是壁壘高筑。
因此，當聯影醫療剛開始找上復旦大學附屬中山醫院時，該院放射診斷科主任曾蒙蘇一度很懷疑。
“合作之初，因為受以往國產高端醫療設備的固有印象的影響，我們還抱著懷疑的態度。”曾蒙蘇說，“我已經工作了34年，我從一畢業就開始接觸影像醫學，很了解影像醫學發展的歷史脈絡，了解什么才是真正的好。”
但在合作過程中，曾蒙蘇真切感受到了聯影醫療“是家有追求、有責任心、踏踏實實做事的企業”。早在成立之初，聯影醫療與深圳先進院就圍繞一系列“卡脖子”核心技術開展了聯合攻堅。
“我們下定決心要改變行業現狀，而改變的唯一途徑就是自主創新。”聯影醫療董事長兼首席執行官張強說，“項目啟動伊始，我們就定下創新目標：必須深度融合產學研醫各界力量，必須對標國際最先進水平，必須實現關鍵技術和核心部件的自主研發。這是一條最為艱難卻注定能夠長遠的路。”
經過團隊多年潛心研發、聯合攻堅，項目取得了一系列重大突破。比如，深圳先進院與聯影醫療合作，成功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”創新的技術路徑；攻克了系統核心部件，實現大功率高精度梯度與射頻功放等信號激發與快速掃描關鍵技術的引領等。截至目前，項目獲知識產權147項，其中國家發明專利124項、美國專利11項，突破了國際知識產權壁壘，構建了完備的自主知識產權體系。
融合創新生態是關鍵
項目能夠取得成功，張強認為，打造適合產學研醫融合創新的生態是成功的關鍵所在：“我們的項目合作打通了‘基礎研究—臨床應用—轉化醫學—產業轉化’全鏈條，是企業、科研機構、醫院深度融合創新的典范。”
“可以說這是一種技術與產業彌散融合的方式，背后是十年如一日的無縫對接合作。”鄭海榮說，雙方通過戰略合作實現頂層設計，以產業轉化為目標，隨后通過共同申請項目確保密切技術合作，并聯合培養人才，實現了人才與資本的雙向流動。
深圳先進院的機制創新也發揮著重要的保障作用。深圳先進院院長樊建平介紹說，深圳先進院在內部劃定了“科研特區”，不唯論文、不唯項目論英雄。“10年里，對于參與這個項目的一些科研人員，深圳先進院不以申報項目、發表論文為考核指標，也不因此影響他們工資收入、職稱評定，為的就是讓他們安心攻克一個科研難題。”
考核評價機制的創新兜底，猶如一根指揮棒，將他們引向了創新無人區。
臨床醫院的融合加入同樣不可或缺。“要解決的痛點問題來自于醫院，使用過程中發現的問題也來源于醫院。”張強介紹說，設備在剛研發出來的時候，往往需要通過頂尖高校、醫院在使用過程中發現問題，不斷磨合解決問題，才能讓設備優化改進，“這也是個不斷創新的過程”。
過去幾十年，囿于行業發展，我國許多三甲醫院都只用已在發達市場打磨成熟的進口設備，國產高端設備創新鏈條上缺失產醫融合的環節。在3.0T磁共振的研發中，中國人民解放軍總醫院和復旦大學附屬中山醫院成為第一批“吃螃蟹的人”。
“聯影醫療的磁共振設備早在2014年底就進駐了我們醫院，早期設備不成熟，我們在臨床使用過程中與聯影醫療一起不斷調整和打磨設備，優化磁共振的序列、參數、系統的整體性能，讓設備更加貼合醫院的臨床需求。” 中國人民解放軍總醫院放射診斷科主任馬林回憶道，“如今聯影醫療圖像質量、掃描速度各方面都達到國外產品的同等水平，某些領域甚至實現了超越。”
不僅如此，在該項目中，基于強大的工程師、科學家團隊和設備最新技術，中國醫生還能通過產學研深度、開放的合作，共同參與原創性科研，實現源頭創新，并孵化前瞻性的科研成果，有效推動產醫轉化。
“到前線才能學會打仗”
目前，高場磁共振醫學影像設備這一項目已經實現產業化和臨床應用，并培養構建了一套完備的生產制造與供應鏈體系。基于此，聯影醫療業已推出多款高場強磁共振設備，包括超大孔徑75厘米磁共振uMR OMEGA、全身5.0T磁共振uMR Jupiter以及一系列高端科研型3.0T磁共振等，這些產品也獲得我國三甲醫院的認可，并且深入到全國近千家醫院，助力攻克重大疾病，服務腦科學等重大前沿科研探索。
有感于這一產學研醫融合創新生態機制所取得的成就，曾蒙蘇感慨，21世紀的科學研究的發展有兩個重要方向，一是團隊科學，科研已經不是一個人的單打獨斗，必須要依靠團隊合作；二是學科交叉融合。
具體到醫療器械領域，曾蒙蘇認為，學科交叉、知識交叉，必須通過產學研合作，才能產生更多新想法，解決實際問題。醫生根據臨床需求，提出需要解決問題的方向，企業不斷完善產品，提供更先進的技術和設備，讓臨床有了更多的解決問題的工具，臨床反過來為這些技術提供更豐富的場景，相互促進，融合創新。
“科學無止境，技術無止境，唯有這樣，才能不斷進步。”曾蒙蘇說。
鄭海榮也感觸良多。他說，在深圳先進院，科研團隊會要求研究生扎進企業共同學習、到各地醫院調研需求，“只有到了前線，才能學會怎么打仗”。
“一流的科學家與一流的工程師緊密配合，朝著共同的目標前進，就能將產學研醫深度融入到每一環節。”樊建平表示，研究院和企業有機結合在一起，能有效降低科技成果轉化的風險，形成一種創新生態。
