打破進(jìn)口依賴，這臺(tái)全自主研發(fā)的設(shè)備獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)

一臺(tái)高場(chǎng)磁共振醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化之路，走過(guò)了十年，才打破了國(guó)際技術(shù)“卡脖子”和進(jìn)口依賴。

11月3日，國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在人民大會(huì)堂隆重召開(kāi)。會(huì)上，由上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“聯(lián)影醫(yī)療”）牽頭，攜手中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院，以及中國(guó)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(chǎng)磁共振醫(yī)學(xué)影像設(shè)備自主研制與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目榮獲“2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。

項(xiàng)目攻關(guān)突破了譜儀、射頻功放、梯度功放、梯度線圈、射頻發(fā)射線圈、超導(dǎo)磁體等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，成功研發(fā)出中國(guó)首臺(tái)3.0T高場(chǎng)磁共振并實(shí)現(xiàn)整機(jī)制造與應(yīng)用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。中國(guó)成為繼美、德之后，第三個(gè)實(shí)現(xiàn)高場(chǎng)磁共振全部核心部件自主研發(fā)的國(guó)家。聯(lián)影醫(yī)療也成為高端醫(yī)療裝備行業(yè)首個(gè)以第一完成單位斬獲科技領(lǐng)域最高榮譽(yù)的企業(yè)。

聯(lián)影3.0T 磁共振在醫(yī)院投入使用 本文圖片均有聯(lián)影 供圖

以磁共振為代表的大型尖端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備是臨床醫(yī)學(xué)診斷的必備工具，可以從結(jié)構(gòu)、功能等多個(gè)層面對(duì)人體內(nèi)部組織進(jìn)行深入細(xì)致的觀察與分析，是心腦血管神經(jīng)和腫瘤等多種重大疾病影像診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，也是現(xiàn)代化醫(yī)療的重要標(biāo)志。

同時(shí)，高場(chǎng)強(qiáng)磁共振可為腦科學(xué)等重大前沿科研提供更精細(xì)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。

然而，由于超導(dǎo)磁體研發(fā)難度大，成像電子學(xué)門(mén)檻高，涉及學(xué)科門(mén)類(lèi)繁多，技術(shù)體系精密復(fù)雜，加之成像速度慢這一行業(yè)一直難以逾越的瓶頸，研發(fā)難度極大，不得不長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。

在聯(lián)影研發(fā)成功之前，掌握磁共振全部核心部件技術(shù)的公司全球僅2家。由于無(wú)法掌握核心部件和卡脖子技術(shù)，國(guó)產(chǎn)磁共振設(shè)備主要占據(jù)中低端市場(chǎng)，高端影像設(shè)備國(guó)產(chǎn)率不足5%，最高端的3T磁共振100%依靠進(jìn)口。而進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，中國(guó)百萬(wàn)人口磁共振擁有量不足美、日等國(guó)十分之一。

磁共振核心部件：超導(dǎo)磁體

十余年多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)

2007年，項(xiàng)目首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員鄭海榮回國(guó)并建設(shè)保羅·C·勞特伯生物醫(yī)學(xué)成像研究中心，部署研究磁共振成像等前沿技術(shù)。

2011年，研究中心與聯(lián)影啟動(dòng)了高場(chǎng)磁共振系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目，用前沿科學(xué)技術(shù)引領(lǐng)工程創(chuàng)新，在高端醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域開(kāi)展創(chuàng)新探索。

他們選擇了最難、也是自主可控的路，在國(guó)家科技項(xiàng)目持續(xù)支持下，經(jīng)10余年多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，由上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司牽頭，同時(shí)攜手中科院深圳先進(jìn)研究院，以及中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院，產(chǎn)學(xué)研醫(yī)協(xié)同創(chuàng)新，成功研制出中國(guó)首臺(tái)3.0T高場(chǎng)磁共振，突破國(guó)際知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘，實(shí)現(xiàn)核心部件100%自主研發(fā)，真正填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，改變了中國(guó)高端影像設(shè)備核心技術(shù)長(zhǎng)期受制于人的局面，且在產(chǎn)品性能上整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)，部分指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先的水平。

該項(xiàng)目還實(shí)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(chǎng)強(qiáng)磁共振系統(tǒng)，聯(lián)影現(xiàn)已推出多款高場(chǎng)強(qiáng)磁共振設(shè)備，包括世界首臺(tái)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)全身科研以及神經(jīng)科研等前沿科研探索。

這些產(chǎn)品廣受市場(chǎng)歡迎，2020年聯(lián)影磁共振國(guó)內(nèi)增量市場(chǎng)占有率排名第一；國(guó)產(chǎn)磁共振國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率從2013年14%提升至41%。此外，聯(lián)影磁共振同時(shí)逆向輸出至美國(guó)、歐洲、印度等地，產(chǎn)生了重大經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。中國(guó)由凈進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹趪?guó)，這也打破了跨國(guó)公司在該領(lǐng)域長(zhǎng)達(dá)30多年“一統(tǒng)天下”的格局，重構(gòu)了該領(lǐng)域國(guó)際產(chǎn)業(yè)格局。

中國(guó)隨之成為繼美、德之后第三個(gè)全面掌握高場(chǎng)磁共振部件及整機(jī)制造的國(guó)家。國(guó)產(chǎn)設(shè)備的誕生迫使進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品大幅降價(jià)，有力造福了國(guó)計(jì)民生，對(duì)于滿足中國(guó)億萬(wàn)民眾健康需求、引領(lǐng)帶動(dòng)高端醫(yī)療裝備制造行業(yè)發(fā)展具有重大意義。

聯(lián)影3.0T 磁共振在醫(yī)院投入使用

通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研醫(yī)”實(shí)現(xiàn)“既快又清”

不但要掌握“卡脖子”技術(shù)，還要取得創(chuàng)新型突破。

鄭海榮介紹，該項(xiàng)目通過(guò)快速成像理論與方法等自主創(chuàng)新，另辟蹊徑、突出重圍，在成像電子學(xué)部件、快速成像方法和高端臨床應(yīng)用等方面獲發(fā)明專(zhuān)利124項(xiàng)、授權(quán)美國(guó)專(zhuān)利11項(xiàng)，建立了包括理論方法創(chuàng)新與專(zhuān)利群布局在內(nèi)的攻防兼?zhèn)涞闹R(shí)產(chǎn)權(quán)體系，有力保障了本項(xiàng)目產(chǎn)品全面進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

掃描時(shí)間長(zhǎng)，成像速度慢，是國(guó)際公認(rèn)的磁共振成像研發(fā)難題。要想極致地發(fā)揮技術(shù)參數(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行快速高質(zhì)量成像，難度極大，對(duì)系統(tǒng)的精準(zhǔn)度要求極高，如同“在刀尖上起舞”。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展磁共振稀疏成像理論方法研究，實(shí)現(xiàn)了高倍加速，在高時(shí)間分辨率動(dòng)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(shì)。

聯(lián)影3.0T磁共振腦神經(jīng)纖維斷面擴(kuò)散張量成像

通過(guò)產(chǎn)學(xué)研醫(yī)的融合，該項(xiàng)目率先建立了腦中風(fēng)、心臟病和微小腫瘤“既快又清”定量磁共振成像診斷方法，實(shí)現(xiàn)了重大疾病診斷新技術(shù)的臨床推廣應(yīng)用，并實(shí)現(xiàn)了高時(shí)空分率實(shí)時(shí)心臟成像、肝臟灌注和腦血管斑塊成像，形成臨床指南并納入國(guó)際影像專(zhuān)家共識(shí)。

“產(chǎn)學(xué)研醫(yī)”的模式也是此次項(xiàng)目取得成功的基礎(chǔ)所在。復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科主任曾蒙蘇說(shuō)，聯(lián)影10年前在上海扎根發(fā)展，從成立之初就開(kāi)始跟中山醫(yī)院開(kāi)展合作。

“合作之初，因?yàn)槭芤酝鶎?duì)國(guó)產(chǎn)高端醫(yī)療設(shè)備的固有經(jīng)驗(yàn)的影響，我們還抱著懷疑的態(tài)度，更多的也是提出批評(píng)。”曾蒙蘇說(shuō)，同是中國(guó)人，希望自己的民族產(chǎn)業(yè)，特別是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的民族企業(yè)能夠發(fā)展得更好，因而這樣的批評(píng)也是一種愛(ài)護(hù)，也是出于一種民族責(zé)任感。

曾蒙蘇介紹，21世紀(jì)的科學(xué)研究的發(fā)展有兩個(gè)重要方向，一個(gè)就是團(tuán)隊(duì)科學(xué)，科研已經(jīng)不是一個(gè)人的單打獨(dú)斗，必須要依靠團(tuán)隊(duì)合作。第二個(gè)是學(xué)科交叉融合，就是產(chǎn)學(xué)研醫(yī)融合。

在生命科學(xué)領(lǐng)域，特別是醫(yī)療器械這個(gè)領(lǐng)域，多學(xué)科交叉、知識(shí)交叉，必須通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作，才能產(chǎn)生更多想法，解決實(shí)際問(wèn)題。

醫(yī)生根據(jù)臨床需求，提出需要解決問(wèn)題的方向，企業(yè)不斷完善產(chǎn)品，提供更先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，讓臨床有了更多的解決問(wèn)題的工具，臨床反之還會(huì)為這些技術(shù)提供可能應(yīng)用的更豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，相互促進(jìn)，融合創(chuàng)新。科學(xué)無(wú)止境，技術(shù)無(wú)止境，唯有這樣，才能不斷進(jìn)步。

栽下梧桐樹(shù)，引得鳳凰來(lái)。人，永遠(yuǎn)是打造適合產(chǎn)學(xué)研醫(yī)融合生態(tài)的關(guān)鍵所在。以此次獲獎(jiǎng)項(xiàng)目為例，深圳先進(jìn)院與聯(lián)影醫(yī)療首先通過(guò)戰(zhàn)略合作實(shí)現(xiàn)頂層設(shè)計(jì)，隨后通過(guò)共同申請(qǐng)項(xiàng)目確保密切技術(shù)合作，并聯(lián)合培養(yǎng)人才。

科研團(tuán)隊(duì)會(huì)要求研究生都要扎進(jìn)企業(yè)共同學(xué)習(xí)、到各地醫(yī)院里調(diào)研需求，只有到了真正的前沿陣地，才能學(xué)會(huì)仗是怎么打的。企業(yè)每年也會(huì)安排研發(fā)人員到深圳先進(jìn)院聯(lián)合培養(yǎng)，院里培養(yǎng)的學(xué)生很多在畢業(yè)后也會(huì)輸送到企業(yè)工作，實(shí)現(xiàn)了人才的有效儲(chǔ)備與雙向流動(dòng)。

一流的科學(xué)家與一流的工程師緊密配合，朝著共同的目標(biāo)前進(jìn)，將產(chǎn)學(xué)研醫(yī)深度融入到每一環(huán)節(jié)。研究院和企業(yè)有機(jī)地結(jié)合在一起，有效地降低了科技成果轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)，形成了一種有效的創(chuàng)新生態(tài)。

十年來(lái)，在院企合作的基礎(chǔ)上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)突破了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)壁壘，終于實(shí)現(xiàn)了高端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。