【2020年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎】磁共振的“中國名片”

本刊記者/ 俞靈琦

國產(chǎn)高場磁共振醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的出現(xiàn)，打破了跨國公司在該領(lǐng)域長達30多年“一統(tǒng)天下”的格局，重構(gòu)了該領(lǐng)域國際產(chǎn)業(yè)格局。

本刊記者/ 俞靈琦

磁共振醫(yī)學(xué)影像，離我們并不遙遠。

作為在臨床上比較常用的檢查方法，磁共振檢對于人體沒有任何損害，也沒有放射性，所以孕婦也可以進行檢查，具有安全、無輻射、精確等優(yōu)點。因此，磁共振被譽為“尖端醫(yī)療設(shè)備皇冠上的明珠”，是心腦血管、神經(jīng)和腫瘤等多種重大疾病影像診斷的“利器”，被視為現(xiàn)代化醫(yī)療的重要標志。

同時，高場強磁共振可為腦科學(xué)等重大前沿科研提供更精細的腦結(jié)構(gòu)和腦功能成像，是科研領(lǐng)域必不可少的科學(xué)儀器。

為了填補我國磁共振領(lǐng)域醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的空白，推動高精尖醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化，由上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司（簡稱“聯(lián)影醫(yī)療”）牽頭，攜手中科院深圳先進技術(shù)研究院，以及中國人民解放軍總醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院協(xié)同創(chuàng)新，共同完成的“高場磁共振醫(yī)學(xué)影像設(shè)備自主研制與產(chǎn)業(yè)化”項目榮獲2020年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎。這些高端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備不僅獲得我國一批頂尖三甲醫(yī)院的認可，并且廣受市場歡迎，有望成為繼高鐵后的第二張“中國名片”。

攻克“卡脖子”，填補高端設(shè)備的空白

我國磁共振設(shè)備產(chǎn)業(yè)“難”在何處？

由于磁共振的研發(fā)涉及學(xué)科門類繁多，技術(shù)體系精密復(fù)雜，研發(fā)難度較大，高場磁共振研發(fā)壁壘尤其高筑。

長期以來，由于無法掌握核心部件和技術(shù)，國產(chǎn)磁共振設(shè)備主要占據(jù)中低端市場。數(shù)據(jù)統(tǒng)計，高端影像設(shè)備國產(chǎn)率不足5%，3.0T磁共振100%依靠進口。而進口設(shè)備價格昂貴，我國百萬人口磁共振擁有量不足美日等國十分之一。

在國家科技項目持續(xù)支持下，經(jīng)10余年多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，產(chǎn)學(xué)研醫(yī)協(xié)同創(chuàng)新，成功研制出我國首臺3.0T高場磁共振，突破國際知識產(chǎn)權(quán)壁壘，實現(xiàn)核心部件100%自主研發(fā)，真正填補國內(nèi)空白，改變了我國高端影像設(shè)備核心技術(shù)長期受制于人的局面，且在產(chǎn)品性能上整體達到國際先進，部分指標達到國際領(lǐng)先的水平。

磁共振核心部件：射頻功率放大器

磁共振核心部件：超導(dǎo)磁體

項目首席科學(xué)家、中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院研究員鄭海榮表示，團隊成立的初心就是希望以世界級科學(xué)家為精神引領(lǐng)目標，以總書記提出的“四個面向”，及中國科學(xué)院辦院方針為指引，身為“國家人”、心系“國家事”、肩扛“國家責(zé)”，面向高端醫(yī)療裝備這一“尖端醫(yī)療設(shè)備皇冠上的明珠”，面對國際巨頭編織的專利保護網(wǎng)，研發(fā)團隊與企業(yè)、醫(yī)院并肩奮斗，堅持源頭創(chuàng)新，努力突出重圍。

掃描時間長、成像速度慢一直是傳統(tǒng)磁共振成像研發(fā)的難題，磁共振掃描時間長達數(shù)十分鐘，患者體驗不佳。研究團隊開展磁共振稀疏成像理論方法研究，實現(xiàn)了高倍加速，在高時間分辨率動態(tài)成像、高分辨率快速血管壁成像以及腹部小肝癌等應(yīng)用方面具有優(yōu)勢。

聯(lián)影3.0T 磁共振在醫(yī)院投入使用

然而要想真正實現(xiàn)“既快又清”，還需要解決大范圍高分辨成像和掃描時間互相制約等問題。對此，研究團隊開發(fā)了用于腦卒中血管斑塊精確診斷的三維磁共振血管壁成像技術(shù)，圖像質(zhì)量達到國際領(lǐng)先水平，該技術(shù)將國際主流方法掃描時間縮短了三分之二，對缺血性腦卒中病因診斷具有重要臨床價值。

該項目還實現(xiàn)了高端磁共振設(shè)備的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和臨床應(yīng)用。基于這一高場強磁共振系統(tǒng)，聯(lián)影現(xiàn)已推出多款高場強磁共振設(shè)備，包括世界首臺超大孔徑75cm磁共振uMR OMEGA、一系列高端科研型3.0T磁共振產(chǎn)品，服務(wù)全身科研以及開展神經(jīng)科研等前沿科研探索。

這些產(chǎn)品獲得我國一批頂尖三甲醫(yī)院的認可，并且深入到全國近千家醫(yī)院。國產(chǎn)磁共振國內(nèi)市場占有率從2013年的14%提升至41%。此外，聯(lián)影磁共振同時逆向輸出至美國、歐洲等多個國家，產(chǎn)生了重大經(jīng)濟與社會效益。我國由凈進口國轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹趪@也打破了跨國公司在該領(lǐng)域長達30多年“一統(tǒng)天下”的格局，重構(gòu)了該領(lǐng)域國際產(chǎn)業(yè)格局。

產(chǎn)學(xué)研醫(yī)一體化，打造融合創(chuàng)新“閉環(huán)”

“打造適合產(chǎn)學(xué)研醫(yī)融合創(chuàng)新生態(tài)是成功的關(guān)鍵所在。”聯(lián)影醫(yī)療董事長兼首席執(zhí)行官張強談道，“此次項目打通了‘基礎(chǔ)研究-臨床應(yīng)用-轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)-產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化’全鏈條，是企業(yè)、科研機構(gòu)、醫(yī)院深度融合創(chuàng)新的一個典范。”

貫徹“十四五”規(guī)劃精神，中國正逐步形成以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研醫(yī)深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系。

自聯(lián)影成立之初，聯(lián)影與中科院深圳先進院就圍繞一系列“卡脖子”核心技術(shù)開展聯(lián)合攻堅，成功實現(xiàn)了1.5T超導(dǎo)磁共振、中國首臺全部核心部件自主研發(fā)的3.0T磁共振等一系列產(chǎn)品與技術(shù)的自主研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，填補多項國內(nèi)空白。其中“EPI序列相位校正專利技術(shù)”榮獲中國高端醫(yī)療設(shè)備行業(yè)的首個“國家專利金獎”。

“可以說是一種技術(shù)與產(chǎn)業(yè)彌散融合的方式，十年如一日地?zé)o縫對接合作。”項目首席科學(xué)家、中科院深圳先進技術(shù)研究院研究員鄭海榮說，“雙方以產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化為目標，通過戰(zhàn)略合作實現(xiàn)頂層設(shè)計，隨后通過共同申請項目確保密切技術(shù)合作，并聯(lián)合培養(yǎng)人才，實現(xiàn)人才與資本的雙向流動。”

對于這樣的融合創(chuàng)新，上海復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科主任醫(yī)師曾蒙蘇認為：“21世紀的科研已經(jīng)不是一個人‘單打獨斗’，必須依靠團隊合作的力量。同時，需要多學(xué)科創(chuàng)新聯(lián)動，醫(yī)療器械更是多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，離不開產(chǎn)學(xué)研醫(yī)的深度融合，我期待高端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備成為繼高鐵之后的第二張‘中國名片’。”

面對未來發(fā)展，張強談道：“我們將持續(xù)深刻響應(yīng)國家‘面向世界科技前沿、經(jīng)濟主戰(zhàn)場、國家重大需求、人民生命健康，深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略’的號召，協(xié)同產(chǎn)學(xué)研醫(yī)各界能量，全力推進高端醫(yī)療裝備領(lǐng)域一系列核心技術(shù)的突破，加速原創(chuàng)性、引領(lǐng)性臨床科研與創(chuàng)新轉(zhuǎn)化，為‘健康中國’戰(zhàn)略的早日實現(xiàn)貢獻全部力量。”

聯(lián)影3.0T磁共振腦神經(jīng)纖維斷面擴散張量成像