磁共振成像設(shè)備 這群人的研發(fā)轉(zhuǎn)化快、準(zhǔn)、狠

本報(bào)記者 葉 青

2018年的中國醫(yī)療設(shè)備行業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)布大會(huì)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。

轉(zhuǎn)化基地

“我國磁共振成像設(shè)備的市場需求量巨大，每年近兩千臺(tái)，未來市場潛力有望占全球半壁江山。”中國科學(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(fèi)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(duì)我國的長期壟斷，實(shí)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(duì)和深圳先進(jìn)院醫(yī)學(xué)成像科研團(tuán)隊(duì)歷時(shí)8年攻關(guān)完成，雙方走出一條研產(chǎn)融合，實(shí)現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新之路。同時(shí)，以深圳先進(jìn)院醫(yī)學(xué)成像中心主任、項(xiàng)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(xiàng)目成果榮獲2018年度廣東省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)，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(jiān)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(duì)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。”據(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。”

深圳先進(jìn)院磁共振團(tuán)隊(duì)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(jiān)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。”

與此同時(shí)，矢志打造中國的世界級(jí)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(duì)“成像速度慢、掃描時(shí)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(shí)，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(shí)，美國、德國、韓國等全球研發(fā)機(jī)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(duì)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。”劉新說，實(shí)實(shí)在在的挑戰(zhàn)擺在了研發(fā)團(tuán)隊(duì)面前。

轉(zhuǎn)化成功迫使進(jìn)口產(chǎn)品大幅降價(jià)

反復(fù)試驗(yàn)、研究，團(tuán)隊(duì)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(duì)骨干梁棟用一個(gè)通俗易懂的例子作解釋。“手機(jī)拍攝的圖片像素越大，照片越清晰，傳輸?shù)乃俣染驮铰＜偃缬脡嚎s感知理論，拍攝4000萬像素圖片時(shí)，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。”梁棟說，但要把此理論應(yīng)用到磁共振上難度大，因?yàn)榧纫３謭D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(gè)新構(gòu)架，儀器研制的整個(gè)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(duì)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(dòng)態(tài)多極多通道射頻發(fā)射系統(tǒng)；攻克了場強(qiáng)波動(dòng)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(jī)研制迎刃而解。2015年，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的我國首型號(hào)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(cè)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(jià)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?cè)缙诎l(fā)現(xiàn)。3.0T磁共振的競爭點(diǎn)是為臨床應(yīng)用提供了更加先進(jìn)的技術(shù)。”劉新告訴記者，結(jié)合快速成像方法和高性能硬件，團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出腦中風(fēng)預(yù)警三維斑塊成像、實(shí)時(shí)心臟成像、腹部腫瘤動(dòng)態(tài)增強(qiáng)成像與腦功能成像等臨床應(yīng)用，實(shí)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(duì)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(shí)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(shí)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(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，建立了創(chuàng)新融合機(jī)制，從學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)兩個(gè)不同維度，推動(dòng)影像醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一系列研究和轉(zhuǎn)化。”深圳先進(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。”劉新說，“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(shí)現(xiàn)了無縫對(duì)接，技術(shù)團(tuán)隊(duì)心無旁騖的搞研發(fā)，實(shí)驗(yàn)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(jià)值以及產(chǎn)研伙伴的融合能力，畢竟要把實(shí)驗(yàn)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(shí)力來承接。”劉新認(rèn)為，“因?yàn)殡p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?cè)倮^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)。”

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(shí)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(tái)。

他說：“醫(yī)院過去買國外的新機(jī)型、新產(chǎn)品搞科研，實(shí)則是在為進(jìn)口設(shè)備做臨床驗(yàn)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(tái)。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(tái)，更是一個(gè)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。”

“不忘初心，我們和聯(lián)影的創(chuàng)新合作還會(huì)更深入。”劉新透露，雙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。

[責(zé)任編輯：楊凡、徐紅梅]

想爆料？請(qǐng)登錄《陽光連線》（ https://minsheng.iqilu.com/）、撥打新聞熱線0531-66661234或96678，或登錄齊魯網(wǎng)官方微博（@齊魯網(wǎng)）提供新聞線索。齊魯網(wǎng)廣告熱線0531-81695052，誠邀合作伙伴。