近年来，我国科技创新能力大幅提升，正式迈入创新型国家行列。其中，医疗技术尤其是高端医疗装备的发展是创新能力提升的重要表现。先进的医疗设备提升了医疗效率，提高了医疗质量。当前，我国高端医疗设备市场规模不断扩大，相关技术和产业发展迅速。

从进口到出口

前不久举办的深圳国际高性能医疗器械展上，世界首款５．０Ｔ人体全身磁共振产品发布，成为展会明星。这款高端医疗装备凝结了中国科学院深圳先进技术研究院等单位合作结晶的成果，已于去年８月获国家医疗器械注册（ＮＭＰＡ）审批，成为国际上率先突破的超高场磁共振成像普适产品。

磁共振是心脑血管、神经和肿瘤等重大疾病影像诊断的“利器”。２００７年中国科学院深圳先进院院长樊建平在建设深圳先进院第二个研究所时，就开始布局生物医学工程和医疗器械研发。

１６年前，刚从美国加州大学回国加入深圳先进院的郑海荣，受命组建生物医学成像研究中心，被进口磁共振设备的昂贵价格所震惊。“一台好几千万元，就连科学研究都不一定用得起，更别说老百姓看病了。”郑海荣回忆说。当时，全球只有少数几家医疗设备巨头垄断生产高场人体磁共振产品，在我国市场售价昂贵，患者检查成本很高。

医疗所急，也是产业之痛。２００８年，深圳先进院劳特伯医学影像实验室开始布局磁共振成像技术研发。随后与联影医疗共同开展了“３．０Ｔ高场磁共振成像系统”研发计划。针对磁共振成像速度慢的世界难题和高场超导成像的国外技术垄断，项目组创建了“软硬件协同”的磁共振快速成像技术体系，构建了影像数据“稀疏采集、快速扫描、精准重建”技术路径，攻克了系统核心部件和成像技术难关。

“公司自成立之初，就很注重核心部件的自主可控。目前，联影医疗已攻克一系列关键技术。”联影医疗研发副总裁王海宁介绍。

２０２１年，项目组研发出的国产３．０Ｔ高场磁共振成像设备成果荣获国家科技进步一等奖，实现我国高端医疗设备自主创新的重大突破。３Ｔ磁共振系统的研制成功，使中国成为少数几个独立掌握磁共振全部核心技术和整机制造的国家；联影公司的系列磁共振产品已经走进３１个省份的千余家医院，有效缓解了老百姓在使用高端影像设备上看病贵、看病难的问题，并实现了对美国、欧洲等海外市场的逆向输出，我国由净进口国变为出口国。

３Ｔ打破国际垄断，国产化设备展现出后发优势，５Ｔ则实现了跨代引领、国际领先，有力改变了磁共振国际产业格局和技术格局。

北京协和医院放射科是５．０Ｔ超高场强磁共振的首批用户，该科主任医师王怡宁曾接诊过一个突发肢体无力的４４岁女性患者，此前用３Ｔ系统照不出异常，改用５Ｔ系统确诊出危险的动脉夹层。“３Ｔ检查分辨率不够并没有发现脑血管的问题，５Ｔ的高分辨率血管成像可以帮助我们找到病因，更早地进行诊治。”王怡宁说。

为满足脑科学等重大前沿科学需求，在我国首型３Ｔ和世界首型５Ｔ磁共振之后，郑海荣团队目前正在与联影合作攻关更高分辨率、高灵敏的人体磁共振成像科研设备。

从成果到产品

不只是磁共振，深圳先进院还有很多成果已经转化为高端医疗装备。

迈瑞医疗医学影像研发总监李雷介绍，此前，深圳先进院郑海荣团队跟迈瑞共同研发的新一代超声剪切波弹性成像关键技术及应用，获得２０１７年度国家技术发明二等奖。

创建了完全自主知识产权的“超声剪切波弹性成像关键技术及应用体系”，转化了三个系列的超声定量弹性高端彩超产品，使肝纤维化无需穿刺即可实现早期筛查和准确分级。

积极倡导科研成果产业化是深圳先进院文化的重要组成部分。深圳先进院医工所所长梁栋表示，医工所有研制科研仪器的优良传统。其一，生物医学工程学科是强交叉的学科，医学、生物、工程、电子、材料等多个学科交叉在一起，而它的出口是医疗器械和仪器装备；其二，医工所成立之初，就确定了“学术引领、服务产业”的目标，形成了一支科学家和工程师混搭的团队；其三，由于历史原因，我国科学仪器长期依赖进口，为了解决这个“卡脖子”短板，医工所把研制科研仪器作为一项使命，扛在自己肩上。

郑海荣认为，项目团队的三种创新机制有别于传统的科技创新模式：一是做科研要紧盯国家战略需求，一些项目虽然没有发表文章，但研发过程中获得发明，掌握了核心技术、突破了国际壁垒，构建了自主知识产权体系；二是与企业紧密合作，急企业之所急，研究人员将自己掌握的科技前沿技术落地到产品中去，真正提升产品的国际竞争力；三是有一套科学灵活的科研团队管理机制，从工资待遇到职称晋升，破“四唯”、看贡献，考虑每个成员的具体技术贡献，让科研人员能得到应有的回报和职业成就感。

从创新链到产业链

“仪器仪表作为实现国家创新驱动战略的重要支撑，其发展水平决定了新兴信息产业、高端装备制造业、新能源和新材料等战略性新兴产业的发展。医疗仪器是其中特别重要的一类。”中国仪器仪表学会秘书长张彤介绍，近年来，在行业规模不断增长的同时，我国仪器仪表行业的产业链和技术实力也发展较快，形成了比较完整的产业体系和技术创新体系，缩短了和国际先进水平之间的差距。

我国医学装备市场近１０年规模保持快速增长，去年达１．１５万亿元，已经成为全球第二大市场。中国医疗器械产业也快速发展、从小到大，下一步自然要瞄准技术和利润双高的高端市场。

这方面，深圳医疗器械产业表现突出，占了３个头名。据深圳医疗器械行业协会不完全统计，目前深圳医疗器械企业超１８００家。从产值规模来说，深圳医疗器械产值约占全国的８％至１０％，出口占比超过１３％，居全国各大城市之首；医疗器械生产企业聚集全国领先，亿元以上企业数居各城市之首，单个企业平均产值超６０００万元，保持全国平均水平的２倍以上；上市企业市值占全国近三分之一，体量全国居首。

产业高速发展的根本，要靠科技创新。从２００７年深圳先进院布局生物医学工程领域算起，高端医学影像团队历时１６年，突破了高场人体超导快速磁共振、功能超声成像和调控等医学影像设备的成像方法、核心部件和系统，授权５０５项，转移２０８项。国家高性能医疗器械创新中心等国家重大科研与产业创新平台的设立与运营，进一步为医疗器械创新注入新的动力。

“深圳发展高端医疗器械产业有多重优势，一是产业链丰富，有强大配套能力；二是国际化程度高，吸引全球各地各学科的人才集聚；三是产业开放度高，产学研用合作密切。在深圳这片充满创新活力的土壤上，未来一定会创造出更多奇迹。”深圳先进院院企合作与创新发展处处长毕亚雷说。

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高端医疗设备国产化获重要突破

近年来，中科院深圳先进院已成为推进高端医疗设备国产化的一股重要力量。

２００７年，中科院深圳先进院院长樊建平在建设该院第二个研究所时，就开始布局生物医学工程和医疗器械。目前，深圳先进院生物医学与健康工程研究所（医工所）是中科院规模较大的生物医学与健康工程领域的力量之一，致力于高分辨多模态高端医学成像技术与仪器设备研发、医疗机器人等创新医疗器械的研制，以及低成本健康及康复工程技术集成。该所现设７个研究单元，包括劳特伯生物医学成像研究中心、医疗机器人与微创手术器械研究中心、转化医学研究与发展中心、智能医用材料与器械研究中心、生物医学光学与分子影像研究中心、医学人工智能研究中心、仿生触觉与智能传感研究中心，已形成一支科学家和工程师“混搭”的７００多人研究团队。

在科研平台方面，中科院深圳先进院现已牵头组建国家高性能医疗器械创新中心、医学成像科学技术系统重点实验室、国家地方联合高端医学影像工程实验室、中科院健康信息学重点实验室、中科院人机智能协同系统重点实验室、中科院医学成像技术与装备工程实验室，以及广东省磁共振成像重点实验室、广东省医学光学影像技术重点实验室、深圳市分子影像学重点实验室、深圳市超声成像与治疗技术重点实验室、脑解析与脑模拟重大科学基础设施等一流的专业实验室３０多个。

中科院深圳先进院医工所所长梁栋指出，这些研究单元和科研平台，为先进院推进高端医疗设备国产化奠定了坚实基础，经过１５年攻坚克难，医学成像团队在成像技术研发和成果转化方面取得一系列重要突破，推动系列高端医学影像设备成功研发并实现产业化，并与医疗设备龙头企业紧密合作，带动中国高端医疗器械自主创新发展，打破国际垄断，改变了高端医疗设备的全球市场格局。

主要成果包括：一是突破高场磁共振、功能超声成像和调控、高分辨ＰＥＴ与ＣＴ等医学影像设备的成像方法、成像电子、核心部件和系统，累计获授权５０５项，转移２０８项；二是创建拥有完全自主知识产权的基于声镊理论的新一代“超声剪切波弹性成像关键技术及应用体系”，成功转化成系列的超声定量弹性高端彩超产品，在全球上千家医院应用，为肝硬化、乳腺癌重大疾病的早期筛查和诊断开辟新途径，取得显著社会和经济效益，获得２０１７年度国家技术发明奖二等奖；三是在首席科学家郑海荣带领下创建“软硬协同”的磁共振快速成像理论与技术体系，提出新体制磁共振成像理论方法、攻克超导磁共振成像电子学难关，突破国际知识产权壁垒，联合龙头影像设备企业研制出中国首台３Ｔ高场医学磁共振系统，实现大型尖端成像设备自主创新、国产制造和临床应用的跨越，使中国成为继美国、德国之后少数独立拥有磁共振全部核心技术和整机制造的国家，获得２０２０年度国家科技进步奖一等奖；四是团队基于在高场磁共振技术积累，助力推出全球首型５Ｔ超高场人体全身磁共振成像产品，２０２２年８月获批上市，成为国际上率先突破的超高场磁共振成像临床普适产品，改变了国际产品版图；五是国家高性能医疗器械创新中心与上下游优势机构组建创新联合体，统筹开展关键共性技术攻关，布局医用芯片、医学影像关键部件、医疗机器人、心脑血管植入材料等十余项重大项目，其中，成功研制中国首台国产体外肺膜氧合系统（ＥＣＭＯ，俗称“人工心肺机”）于２０２３年１月获批上市，成为中国高端医疗设备发展一个重要里程碑。

磁共振系统的１．５Ｔ、３Ｔ、５Ｔ，类似于移动通信领域３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ，超高场５Ｔ临床与科研并重，主要解决临床问题，服务医学影像精细检查，需求量大，是临床影像尖端产品，同时也用于重大科学研究。为满足脑科学等重大前沿科学需求，突破３Ｔ和５Ｔ磁共振之际，中科院深圳先进院团队同时积极布局极高场磁共振成像相关研究。

此外，在ＣＴ和ＰＥＴ成像领域，已构建具有自主知识产权的Ｘ／γ射线成像关键技术体系，填补多个国内空白。研发中国首个大视场高分辨小动物显微ＣＴ、中国首台高清晰磁共振兼容人脑ＰＥＴ功能成像仪器，已研发并成功上市中国首款全视场口腔ＣＴ，正在研发首款基于光栅干涉仪的相衬纳米ＣＴ成像装备系统等，这些设备为开展脑科学研究、阿尔兹海默症等疾病的早期定量诊断研究和新药开发提供医学影像工具。在光声成像方面，团队通过与临床医院合作，在国际上率先实现人体外周血管与消化道部位成像。

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