一臺高場磁共振醫(yī)學影像設備的國產(chǎn)化之路，走過了十年，才打破了國際技術“卡脖子”和進口依賴。

11月3日，國家科學技術獎勵大會在人民大會堂隆重召開。會上，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研究院，以及中國人民解放軍總醫(yī)院、復旦大學附屬中山醫(yī)院協(xié)同創(chuàng)新，共同完成的“高場磁共振醫(yī)學影像設備自主研制與產(chǎn)業(yè)化”項目榮獲“2020年度國家科學技術進步獎一等獎”。

項目攻關突破了譜儀、射頻功放、梯度功放、梯度線圈、射頻發(fā)射線圈、超導磁體等一系列核心關鍵技術，成功研發(fā)出中國首臺3.0T高場磁共振并實現(xiàn)整機制造與應用，填補了國內(nèi)空白。中國成為繼美、德之后，第三個實現(xiàn)高場磁共振全部核心部件自主研發(fā)的國家。聯(lián)影醫(yī)療也成為高端醫(yī)療裝備行業(yè)首個以第一完成單位斬獲科技領域最高榮譽的企業(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)學影像設備是臨床醫(yī)學診斷的必備工具，可以從結(jié)構、功能等多個層面對人體內(nèi)部組織進行深入細致的觀察與分析，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準，也是現(xiàn)代化醫(yī)療的重要標志。

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

然而，由于超導磁體研發(fā)難度大，成像電子學門檻高，涉及學科門類繁多，技術體系精密復雜，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，不得不長期依賴進口。

在聯(lián)影研發(fā)成功之前，掌握磁共振全部核心部件技術的公司全球僅2家。由于無法掌握核心部件和卡脖子技術，國產(chǎn)磁共振設備主要占據(jù)中低端市場，高端影像設備國產(chǎn)率不足5%，最高端的3T磁共振100%依靠進口。而進口設備價格昂貴，中國百萬人口磁共振擁有量不足美、日等國十分之一。

磁共振核心部件：超導磁體

十余年多學科聯(lián)合攻關

2007年，項目首席科學家、中國科學院深圳先進技術研究院研究員鄭海榮回國并建設保羅·C·勞特伯生物醫(yī)學成像研究中心，部署研究磁共振成像等前沿技術。

2011年，研究中心與聯(lián)影啟動了高場磁共振系統(tǒng)研發(fā)項目，用前沿科學技術引領工程創(chuàng)新，在高端醫(yī)學影像領域開展創(chuàng)新探索。

他們選擇了最難、也是自主可控的路，在國家科技項目持續(xù)支持下，經(jīng)10余年多學科聯(lián)合攻關，由上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司牽頭，同時攜手中科院深圳先進研究院，以及中國人民解放軍總醫(yī)院、復旦大學附屬中山醫(yī)院，產(chǎn)學研醫(yī)協(xié)同創(chuàng)新，成功研制出中國首臺3.0T高場磁共振，突破國際知識產(chǎn)權壁壘，實現(xiàn)核心部件100%自主研發(fā)，真正填補國內(nèi)空白，改變了中國高端影像設備核心技術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，部分指標國際領先的水平。

該項目還實現(xiàn)了高端磁共振設備的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和臨床應用?；谶@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)品廣受市場歡迎，2020年聯(lián)影磁共振國內(nèi)增量市場占有率排名第一；國產(chǎn)磁共振國內(nèi)市場占有率從2013年14%提升至41%。此外，聯(lián)影磁共振同時逆向輸出至美國、歐洲、印度等地，產(chǎn)生了重大經(jīng)濟與社會效益。中國由凈進口國轉(zhuǎn)變?yōu)槌隹趪@也打破了跨國公司在該領域長達30多年“一統(tǒng)天下”的格局，重構了該領域國際產(chǎn)業(yè)格局。

中國隨之成為繼美、德之后第三個全面掌握高場磁共振部件及整機制造的國家。國產(chǎn)設備的誕生迫使進口同類產(chǎn)品大幅降價，有力造福了國計民生，對于滿足中國億萬民眾健康需求、引領帶動高端醫(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“產(chǎn)學研醫(yī)”實現(xiàn)“既快又清”

不但要掌握“卡脖子”技術，還要取得創(chuàng)新型突破。

鄭海榮介紹，該項目通過快速成像理論與方法等自主創(chuàng)新，另辟蹊徑、突出重圍，在成像電子學部件、快速成像方法和高端臨床應用等方面獲發(fā)明專利124項、授權美國專利11項，建立了包括理論方法創(chuàng)新與專利群布局在內(nèi)的攻防兼?zhèn)涞闹R產(chǎn)權體系，有力保障了本項目產(chǎn)品全面進入國際市場競爭。

掃描時間長，成像速度慢，是國際公認的磁共振成像研發(fā)難題。要想極致地發(fā)揮技術參數(shù)優(yōu)勢，進行快速高質(zhì)量成像，難度極大，對系統(tǒng)的精準度要求極高，如同“在刀尖上起舞”。

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用方面具有優(yōu)勢。

聯(lián)影3.0T磁共振腦神經(jīng)纖維斷面擴散張量成像

通過產(chǎn)學研醫(yī)的融合，該項目率先建立了腦中風、心臟病和微小腫瘤“既快又清”定量磁共振成像診斷方法，實現(xiàn)了重大疾病診斷新技術的臨床推廣應用，并實現(xiàn)了高時空分率實時心臟成像、肝臟灌注和腦血管斑塊成像，形成臨床指南并納入國際影像專家共識。

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

“合作之初，因為受以往對國產(chǎn)高端醫(yī)療設備的固有經(jīng)驗的影響，我們還抱著懷疑的態(tài)度，更多的也是提出批評?！痹商K說，同是中國人，希望自己的民族產(chǎn)業(yè)，特別是醫(yī)學影像領域的民族企業(yè)能夠發(fā)展得更好，因而這樣的批評也是一種愛護，也是出于一種民族責任感。

曾蒙蘇介紹，21世紀的科學研究的發(fā)展有兩個重要方向，一個就是團隊科學，科研已經(jīng)不是一個人的單打獨斗，必須要依靠團隊合作。第二個是學科交叉融合，就是產(chǎn)學研醫(yī)融合。

在生命科學領域，特別是醫(yī)療器械這個領域，多學科交叉、知識交叉，必須通過產(chǎn)學研合作，才能產(chǎn)生更多想法，解決實際問題。

醫(yī)生根據(jù)臨床需求，提出需要解決問題的方向，企業(yè)不斷完善產(chǎn)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，臨床反之還會為這些技術提供可能應用的更豐富的應用場景，相互促進，融合創(chuàng)新?？茖W無止境，技術無止境，唯有這樣，才能不斷進步。

栽下梧桐樹，引得鳳凰來。人，永遠是打造適合產(chǎn)學研醫(yī)融合生態(tài)的關鍵所在。以此次獲獎項目為例，深圳先進院與聯(lián)影醫(yī)療首先通過戰(zhàn)略合作實現(xiàn)頂層設計，隨后通過共同申請項目確保密切技術合作，并聯(lián)合培養(yǎng)人才。

科研團隊會要求研究生都要扎進企業(yè)共同學習、到各地醫(yī)院里調(diào)研需求，只有到了真正的前沿陣地，才能學會仗是怎么打的。企業(yè)每年也會安排研發(fā)人員到深圳先進院聯(lián)合培養(yǎng)，院里培養(yǎng)的學生很多在畢業(yè)后也會輸送到企業(yè)工作，實現(xiàn)了人才的有效儲備與雙向流動。

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，將產(chǎn)學研醫(yī)深度融入到每一環(huán)節(jié)。研究院和企業(yè)有機地結(jié)合在一起，有效地降低了科技成果轉(zhuǎn)化的風險，形成了一種有效的創(chuàng)新生態(tài)。

十年來，在院企合作的基礎上，項目團隊突破了一個又一個技術壁壘，終于實現(xiàn)了高端醫(yī)學影像設備的國產(chǎn)化。