/ / 作者 | 清柠
前言
“从成立之初,联影就下定决心要改变行业现状。”
联影医疗董事长张强的这段话,放到现在格外的应景。11月3日的国家科学技术奖励大会上,由该公司牵头,中科院和解放军总医院等机构共同完成的“高场磁共振医学影像设备自主研制与产业化”获得了2020年度国家科学技术进步奖一等奖。
奖项的颁布,代表着中国自主完成了高端磁共振设备核心部件研发,并实现了商业化量产。在此之前,国内患者排队使用的核磁共振设备,基本是“G( GE )P(飞利浦)S(西门子)”为代表的外国设备。联影技术攻关之后,国产高端磁共振设备也能与海外厂商同台竞技。
这一事件,似乎也是联影十年发展的最好里程碑。
核磁浪潮汹涌,高端设备匮乏
中国人为何如此需要核共振?答案很简单,为了健康。
了解疾病,对症治疗,需要清晰准确的人体成像。遍布人体的氢原子,就成为了人体图像的最好画布。氢核的核磁共振灵活度高,信号强,并且随着器官不同存在变化。这就代表着核磁环境下,利用氢原子可以实现人体成像。

联影世界首台75cm超大孔径3.0T磁共振uMR Omega
在高强度的磁场环境中,正常组织和病变组织的氢核密度等特征值会产生显著差异,如同被磁铁吸引的铁屑。如果继续对人体发射射频信号,又中断信号,这个单纯的“吸引”过程会变成“吸引——中断——吸引”过程。病变组织和健康组织在这一过程中,变化时间存在差异,对应的图像也就记录了下来。
核磁共振成像精确度高,有一定财政实力的医疗机构都会选择购入设备。国内核磁共振设备保有量因此节节攀升:2015年,国内核磁共振还只有8590台,到了2020年,这一数字已经达到17751台。如果按照每年购入额计算,国内近三年的销售额更是实现了“1750台-1958台-2346台”的三连跳,年复合增长率达15%。
数量庞大的设备,也要分出三六九等。核磁共振市场,可以粗略的分为永磁和超导两类,由于永磁设备场强低、成像清晰度一般,已经逐步退出了市场主流。超导类设备中,由于场强不同,又被分成了中端的1.5T和高端的3.0T。
按照国内市场比例分析,2020年我国1.5T设备和3.0T设备分别为13368台和4383台,呈现出“3:1”的市场分布。这是因为医疗机构购买1.5T及以上的磁共振设备,需提前申请配置许可证,1.5T的产品又能满足医疗需求。所以基层医院使用的都是1.5T产品。3.0T产品,则是规模更大的龙头医院的专利。
中端设备接近75%的市场,为国产企业设备替代创造了好机会。2009年,奥泰拿到首个国产1.5T设备许可证,填补了国产1.5T设备市场的空白。2013-2014年,工信部,卫计委等多部门联合召开会议,鼓励国产医疗设备应用。国产核磁共振设备企业,迎来了翻身的机会。
有了政策的支持,国产设备主动参与国家集采项目,利用价格和数量优势占据市场。苏州朗润的1.5T及以上MRI中标价,甚至降到了293万元。联影、东软、朗润、安科等企业下场厮杀,仅用5年时间,就把国产设备市场从5%拓展到了42.3%。考虑到医疗机构未来还将进行设备换代,这一比例还将继续攀升。
利用市场和政策,国产设备占据1.5T市场只是时间问题。然而作为高端设备的3.0T市场,是小圈子的“技工贸”模式。如果没有实力,就算靠国家扶持也玩不转。
这个时候,联影选择下场冲锋。
联影团队攻关 研发用户并重
2010年,深圳先进院旗下劳特伯医学影像实验室与联影医疗公司开展战略合作,共同开展“高场磁共振医学影像设备自主研制与产业化”研发计划。项目中,项目首席科学家、深圳先进院郑海荣研究员为项目第一完成人,上海联影医疗科技股份有限公司为第一完成单位。
郑海荣教授2000年毕业于哈尔滨工业大学,2006年获得科罗拉多大学博士学位。然而履历出众的他,研发之路却并不顺利。回国之后,他选择加入中科院深圳先进院,当时留给他的办公地点,不过是蛇口的一座厂房。至于后续的人才规划,更是要从零开始。
物质条件不足,可以逐步解决。技术需求难题,却显得棘手的多,想要快速高分辨率成像,磁共振设备的场强要足够高,对应的超导磁体要从头研究;如果要成像快,硬件对应的软件又要满足速度和效率的平衡;核磁设备的应用,往往取决于一线技师,对于3.0T这种高端设备,单靠研发团队还不够,还需要顶尖医疗团队反馈微调。

联影nMR790探索磁共振
郑海荣教授团队选择与联影医疗合作,研制了世界最大孔径高场超导成像磁体,联合发明了三维张量编码扫描技术。
前一项技术,保证了核磁共振设备保持足够场强,75cm的空间,避免患者出现“幽闭恐惧”,让孕妇和大体型患者更方便进入设备检查。后一项技术,则是为设备量身定做的编码体系,提升了设备使用的精确度和效率。
这两项技术,是整个项目124项发明专利的代表。为了造出一台3.0T磁共振设备,整个团队研发了快速成像软件、超导磁体,梯度线圈、梯度功放、射频功放等关键设备。如果用造汽车作比喻,相当于汽车厂商从火花塞到发动机再到汽车轮胎,全部自主研发了一遍。
成熟设备的问世,离不开医院的参与。为了对接临床需求,解放军总医院和中山医院也参与进来。根据解放军总医院放射诊断科主任马林的回忆,自2014年开始,联影的设备就进驻了医院。由于早期设备不成熟,医生团队就与联影一起调整设备,优化磁共振的序列、参数、系统的整体性能。
通过医生下场亲自调整,联影的磁共振设备抓住了医疗领域的一线需求,通过了国内医疗团队的苛刻考验,马林在与联影的长期合作之后,也发出了由衷的感叹:“如今联影图像质量、扫描速度各方面都达到国外产品的同等水平,某些领域甚至实现了超越。”
中国企业转型 技术资源攻坚
联影的成功,代表着我国企业已经初步探索出了一条“动用全产业链自主研发高技术设备”的发展道路。
仅以同为高端设备的PET/MR为例,这类设备的研发就拥有上万个元器件。一家医疗设备企业想要制造设备,需要动用上千家上游企业的产能配合。一款设备的技术攻关,可能代表着一家企业的产能升级。

联影全景动态扫描PET-CT uEXPLORER探索者
张强也指出,“我们大部分供应商分布都在江浙沪长三角地区,形成了稳定的长期战略合作关系,这也说明中国的制造业已经发展到了一定程度,只有这样的基础才能支撑我们这个产业。”
不论是光刻机还是磁共振设备,其背后的产业研发逻辑都大体相同:特定领域高技术设备的研发,是行业集中高端资源的综合产物,对应客户也是相关行业的顶尖团队。集中资源的漫长研发,绝非依靠一家企业孤身*局破**,而是动员从上游部件到下游应用的所有参与者,开展的一场攻坚战。
在传统制造业中,大多数中国企业都更适应“产能淘汰”的模式。依托中国巨量的制造能力和庞大市场,跟随全球行业主流,以十年上下的渐进周期,承接成熟技术。再依托优势产能,掌握行业话语权。中国技术设备的发展,因此出现了“中端市场奇迹”:虽然没有掌握高端市场的话语权,但是国外巨头的市场却在被逐步蚕食。
可是在高技术设备的研发中,“中端市场奇迹”的产能优势和市场优势荡然无存,集中资源和高端圈子的限制,将不少中国企业挡在门外。中国企业需要在研发领域硬碰硬,联合上游研发和下游客户,开展技术资源调动的攻坚战。
作为一家民营企业,联影联手中科院和解放军总医院等行业顶尖机构,成功验证了中国企业在“高端资源集中研发”的可行性。这种发展路线,对于其他高技术行业企业而言,具有独特的借鉴价值。联影项目的成功,让上海时隔14年再次由民营企业牵头获得国家重大科技奖项,代表着上海的技术企业发展模式,正在时代浪潮下,开展技术主导的产业转型。
联影之后,中国企业的发展之路怎么走,参与联影设备研发的曾蒙苏给出了自己的答案:
“21世纪的科研已经不是一个人‘单打独斗’,必须依靠团队合作的力量。”