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                  媒体报道

                  《中国科学报》:铸就医疗健康“国之重器” 挺起民族科技创新脊梁

                  ——中科院深圳先进技术研究院高端医学影像团队成果掠影

                  时间:2018-09-18  来源: 文本大小:【 |  | 】  【打印

                   

                    ▲郑海荣(第一排中)团队部分核心成员 

                   

                    3T 磁共振快速?#19978;?#25928;果 

                   

                    我国首型3T 磁共振?#19978;?#31995;统已实现规模化生产应用 

                    复兴号高速列车、C919大型客机、超导磁共振……在2018年两院院士大会上,习近平总书记以“超导磁共振等医疗器械实现国产化替代”作为生物医药领域典型案例,宣示我国在党的十八大以来“着力引领产业向中高端迈进”。

                    早在2014 年5 月,习近平总书记在上海联影医疗科技有限公司(以下简称联影公司)视察时就关注过当时正在自主研发的3T 人体超导磁共振系?#24120;?#20197;下简称3T 系?#24120;?#24182;鼓励“中国高端医疗产业需要你们这样的排头兵”。

                    我国首台3T 系?#24120;?#26159;打?#32856;?#31471;医疗设备市场长期国?#20107;?#26029;、自主创新突破“卡脖?#21360;?#25216;术的成功突围之战,多项核心关键技术达国际领先水?#20581;?#21516;时在这台医疗健康“国之重器”中也实现了源自中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院)的近百项专利技术。

                    11年前的9月,29岁的郑海荣回国加入深圳先进院,从零开始组建高端医学影像团队和平台,凝聚起刘新、梁栋、杨永峰、李烨、邹超、朱燕杰、邱维宝、马腾、葛永帅等一批团队骨干,用专注创新的激情和服务产业的热情,推动一个又一个创新技术在全国各地成功转化应用。

                    团队在磁共振?#19978;瘢∕RI)、彩超、计算机断层扫描(CT)和正电子发射?#22270;?#31639;机断层显像(PET)等领域成果?#20826;觶?#24102;领深圳先进院在高端医学影像领域逐渐挺起民族科技创新的脊梁。

                    前沿创新 

                    突破“卡脖?#21360;?#26680;心技术 

                    MRI、CT、PET、彩超是三甲医院必备的大型医学影像设备。但我国医学影像核心技术与系统工程技术整体落后,高端医学影像设备一?#21271;?#27431;美老牌巨头垄断,90%依赖进口,进口价有时加倍达数千万元,大幅?#32856;?#23601;医成本,如一次PET-CT检查费达近万元。

                    “我国有13亿民众的巨大医疗需求,突破关键核心技术,实现高端医学影像设备自主研发,是国立科研机构在新时期实现科技创新,服务国民经济主战场和人民健康重大需求义不容辞的责任。”深圳先进院副院长、3T磁共振技术首席科学家郑海荣告诉《中国科学报》。

                    MRI是20世纪现代医学领域获得革命性突破的最重要进展之一,围绕MRI有5次诺奖。

                    然而,高端医疗设备行业研发技术壁垒高,高场超导磁体、大功率射频、梯度功放、快速?#19978;?#31561;关键技术问题,如拦路虎般挡住了国内此前众多的研究努力。而且,国内外均极度缺乏高场磁共振的多学科交叉人才。

                    2007 年,郑海荣开始组建团队,布局研究磁共振?#19978;?#21069;沿技术。2011年,联影公司启动了3T人体超导磁共振的研发项目,基于深圳先进院与联影公司紧密的产学研战?#38498;?#20316;伙伴关系,郑海荣作为技术首席科学家带领深圳先进院研发团队在项目中?#26800;?#20102;重要责任。短短几年,联合攻关突破了一系?#23567;?#21345;脖?#21360;?#20851;键技术,3T系统核心部件均实现自主研制突破,多项关键技术指标达到国际领先水?#20581;?#25105;国首型3T系统于2015 年获中国医疗器械注册证,核心技术均拥有自主知识产权。

                    截至目前,联影公?#26087;?#20135;的人体3T及1.5T磁共振?#19978;?#31995;统在全国近30个省市自治区已装机超过400台,已进入一批三甲医院,打破了几十年来我国高端医学影像产品市场完全被国外垄?#31995;木置媯?#36843;使进口设备纷纷?#23548;郟?#24102;来巨大的社会和经济效益。

                    ?#28304;耍?#21271;京301医院?#27966;?#31185;主任马林教授表示,该3T系统“?#32469;?#26159;分辨率和信噪比达到国际顶级品牌3T磁共振?#19978;?#31995;统水平,并新增加了如三维全脑血管壁?#19978;瘛?#24357;散张量?#19978;?#31561;高级磁共振应用”“使用稳定、安全可靠,?#34892;?#28385;足了临床要求,产生良好的社会效益”。

                    “刀尖起舞” 

                    建立国际领先的快速?#19978;?#25216;术体系 

                    “扫描时间长?#21271;?#22269;际公认为是MRI研发的一大难题,严重制约其扫描流量及心脑血管疾病等高级临床应用。

                    郑海荣团队?#28304;?#26500;建了“理论方法研究—临床应用实现—技术转移转化”的技术主线,并聚焦脑中风预警三维斑块?#19978;瘛⑿脑?#23454;时?#19978;?#21450;快速肿瘤动态增强?#19978;?#31561;高级临床应用,实现了“既快又清”的3T系统在快速?#19978;?#25216;术上的突破与规模临床应用。

                    他们开展了压缩感知与并行采集的融合机制研究,在国际上首次提出结合参考图像的融合新机制等,实现十倍以上加速,同时在图像中保留更多帮助诊?#31995;?#32454;节信息。

                    但要想极致地发挥MRI的先进技术?#38382;?#20248;势、进行快速高质量?#19978;瘢?#36824;存在大范围高分辨?#19978;?#21644;扫描时间互相制约等问题,难度极大,对精准度要求极高,犹如“在刀尖上起舞”。

                    郑海荣团队围绕急性脑中风早期预防和预警的重大需求,开发了用于脑卒中斑块精确诊?#31995;?#19977;维磁共振血管壁?#19978;?#25216;术,实现了低于5分钟快速扫描?#19978;?#21450;空间分辨率亚毫米的三维各向同性,综合性能达国际领先水?#20581;?/p>

                    该技术将2017年美国神经?#27966;?#23398;会专家共识中国际主流方法扫描时间平均缩短四成,解决了互相制约的难题。目前该技术已用于联影3T系?#24120;?#23454;现千余例临床扫描?#19978;?#26696;例,证实其对缺血性脑卒中病因诊断具有重要临?#24067;?#20540;。

                    针?#28304;?#20849;振?#33041;喑上?#19978;高空间分辨率和高时间分辨率互相制约的难题,他们实现了自由呼吸实时?#33041;?#30005;影?#19978;瘢?#20854;时空分辨?#31034;?#36229;过此前最优商业技术,对及时发现和早期诊断?#33041;?#32467;构和功能异常尤为重要。

                    团队还发展了快速高精度脂肪定量技术,技术在联影3T系统上实现转化,并与多家三甲医院开展临床合作,为脂肪肝等脂肪代谢性疾病早期精准诊断提供重要技术手段。

                    团队在磁共振快速?#19978;?#29702;论方法、高级应用技术及临床应用上的创新突破,成为联影3T系统临床应用的核心竞争力所在。3T快速磁共振?#19978;?#22242;队发表高水平SCI论文50余篇,核心技术获得授权近百项发明专利,联影3T中一项独特的?#19978;?#25216;术获得我国高端医疗设备领域唯一的国家专利金奖。

                    联影3T系统的稳定性、图像质量和高效工作流已达国际先进水平,为实现快速高分辨磁共振?#19978;瘢?#29305;别是为脑卒中斑块三维?#19978;瘛⑿脑喑上瘛?#32959;瘤动态增强?#19978;瘛?#33041;功能?#19978;?#31561;高级临床应用提供了高性能?#24067;?#24179;台。

                    然而,更精细的脑结构和脑功能?#19978;?#38656;要更高场?#24247;?#30913;共振系统。为满足脑科学等重大前沿科学需求,在3T、7T、9.4T人体磁共振之后,科学家的梦想是极高场14T磁共振?#19978;?#31995;?#24120;型?#25552;供微米级?#19978;?#20998;辨能力和多核功能?#19978;?#33021;力。

                    但14T系统在新型超导材料及电子技术上存在重大难题,亟待建立全新的?#19978;?#25216;术路线和体系。国际上鲜有涉足,仅美国和德国在筹划研制。最近,郑海荣等多支团队正在中科院支持下积极组织开展我国14T极高场磁共振?#19978;?#26680;心技术预先基础研究。

                    国家最高科技?#34987;?#24471;者、项目首席顾问赵忠贤院士指出,极高场磁共振?#19978;?#26680;心技术“自己不做,早晚要高价买;今天不做,明后天也要做?#24739;热?#35201;做,晚做不如早做”。

                    作为大规模科学平台和国之重器的核心技术储备,该研究对引领高场磁共振?#19978;?#25216;术发展、开展脑科学前沿研究、聚集培养全球顶级人才,并形成我国该领域领先优势具有重大意义。

                    “百花齐放春满园” 

                    交叉创新平台实现集聚优势 

                    一花独放不是?#28023;?#30334;花齐放春满园。郑海荣带领的交叉创新团队在功能彩超、PET、CT等多领域成果齐发,形成交叉创新平台。

                    作为平台带头人,他和团队一起思索如何针对自主医疗装备产业的生存、发展和引领性需求,在瓶颈性、竞争?#38498;?#39072;覆性技术三个层面纵深布局和聚焦研究。

                    学术引领、服务产业。十多年来,高端医学影像团队通过凝聚高级人才、推动医学影像与生物医学工程学科发展、?#26800;?#20102;一批国家重大科研仪器专项项目,突破了MRI、CT、PET、超声及多模态分子影像等若干医疗器械新方法、技术、部件和系统装备,逐步形成了一流的医学影像装备创新平台,为服务医疗器械产业发展和普惠人民医疗健康需求作出贡?#20303;?/p>

                    2014年,郑海荣团队研发并在中科天悦公司产业化的大视野锥束口腔CT产品,先后取?#38376;?#30431;CE认证和国家三类医疗器械注册证。此后团队开发的静态数字乳腺断层?#19978;?#31995;统获得首幅静态扫描的乳腺模体断层图像,已进入产业化阶段。

                    2015年,郑海荣在国家重大科研仪器专项的支持下在国际?#19979;?#20808;开展超声无创深脑神经调控技术与仪器研制,在国际?#19979;?#20808;提出“通过超声辐射力开启机械敏感离子通道”的神经调控新思路,并成功开发万阵元面阵列超声神经调控设备,在帕金森、?#38047;?#30151;和老年痴呆症等重大脑疾病治疗领域具有极大潜力。

                    团队成果在核心期刊发表30余篇文章,形成核心专利20余项,成为国际超声神经调控领域的“领头羊?#20445;?#20026;探索?#38498;?#31070;经精神疾病的干预治疗方法提供新研究工具和临床治疗设备。今年9月16日,上海绿谷公司决定与深圳先进院开展战?#38498;?#20316;,投入巨资推动该革新性超声脑调控技术的临床研究和产业化。

                    今年初,郑海荣团队的“超声剪切波弹性?#19978;?#20851;键技术及应用”项目获得2017年度国家技术发明奖二等?#20445;?#26381;务于国内外数千家医院的肝?#19981;?#21644;乳腺癌患者。

                    杨永峰研究员团队正在?#26800;?#22269;家重大科研仪器研发任务——高分辨脑PET?#19978;?#20202;器,?#22411;?#20419;进我国脑科学研究和老年性痴呆、帕金森、?#21592;?#30151;和精神病等早期诊断。

                    “深圳先进院将生物医药、脑科学、合成生物学、健康大数据都作为生命科学的最核心发展方向,?#24247;鰲?#39030;天立地’,在技术研究上要瞄准科学前沿,同时科研成果又要接地气,满足产业需求,与产业界建立了紧密的合作发展模式,为我国健康产业、制造业和现代服务业等领域的自主创新能力提升和自主知识产权新工业的建立作出贡?#20303;!?#38498;长樊建平表示。正是这种坚守,让深圳先进院逐渐成长为国内乃至国际上的生物医学影像自主创新前沿阵地。

                    《中国科学报》2018年9月17日报道:http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2018/9/339195.shtm?id=339195

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