【重磅】“科技赋能医疗”怎样照进现实?围观

原标题:【重磅】“科技赋能医疗”怎样照进现实?围观各大医院创新经验

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医疗技术手段和方法的研究和创新,是推动医学发展的不竭动力。近年来,我国科学技术发展日新月异,医疗卫生领域越来越加强以技术创新为核心的专科能力建设、加快促进多学科交叉融合、指导医疗机构加快临床应用转化,这让更多新方法、新思路、新药品、新器械加速涌现,“科技赋能医疗”正在从梦想照进现实。

图① 中科院苏州纳米所内的世界首个纳米领域大科学装置——纳米真空互联综合实验站,预计将于2018年建成。图② 中科院南京先进激光技术研究院孵化的南京百川行远激光科技股份有限公司内,工作人员正在演示操作一款由公司开发的3D创意打印笔产品。图③ 中科院苏州纳米所展出的高效传热微纳界面、仿生电子皮肤传感器等。图片均由记者郭静原摄

用数字化技术“武装”临床

“作为科技创新的国家队,中科院不仅要在基础研究和知识创新上有所作为,也要延长创新链,把科技成果变为现实生产力,成为促进发展方式转变的主力军。”中科院院长、党组书记白春礼曾如是说。去年一年,中国科学院通过科技成果转移转化项目,为社会企业当年新增销售收入3831.43亿元,比上年增长了7.68%。

“欢迎大家来到上海交通大学医学院附属瑞金医院内分泌代谢病临床医学中心。”走进瑞金医院10号楼,迎接记者的是约一人高的智能机器人,机器人面部的显示屏里,中国工程院院士、瑞金医院副院长宁光教授正高兴地跟大家打着招呼。

近年来,中科院着力在院地合作的广度、深度上大做文章,推出一批科技成果转移转化专业服务平台,并与地方共建研发基地等,帮助科研人员走出“象牙塔”,把手中的科学技术转化为现实生产力。近日,经济日报·中国经济网记者来到科技强省江苏采访,探寻“院地合作”的种子如何在这里生根发芽、茁壮成长。

数字技术是人类未来的发展方向之一,在医疗领域同样也不例外。在各家医院,智能机器人、手术机器人、3D打印技术和VR、MR等一系列现代化技术和手段的应用范畴,远不止导医这么简单。

立足优势 分工合作

7月底,记者在位于广东省人民医院内的心血管医学3D打印联合实验室内看到,一颗“心脏”即将打印完成。据了解,3D打印的依据是患者的CT、MR、超声等影像数据,它要先把传统的影像检查数据构建成3D模型文件,再通过专门的3D打印机打印,形成一个立体的、直观的、完整的器官结构。记者看到,打印出来的心脏,连周边的侧枝和器官情况都能完整展现。

一支画笔能够将你的“脑洞”开到多大?在南京先进激光技术研究院,“神笔马良”的故事在这里成为现实。由研究院孵化的南京百川行远激光科技股份有限公司开发的一款3D创意打印笔产品,可以做到画什么即出现什么。一眨眼的工夫,工作人员操作画笔在空气中描绘的一个圆就变成了实实在在的固体圈。

为什么要花数小时的时间来打印一个器官,它如何能让患者受益?“传统的检查手段,难以将器官的空间全貌传达给医生。也就是从检查影像图片里面看到的,跟我们在实际手术上看到的,是有差异的。所以,精准的诊断只能通过术中探查才能完成。”广东省人民医院院长庄建说,而用3D技术“完整复刻”器官后,医生就可以在术前应用模型进行手术规划。目前,实验室已为近300名复杂先心病患者进行功能模型的3D建模及打印,有效指导了复杂先心病的手术规划及术中导航,改善手术策略,改变了一些复杂手术的术式,缩短手术时间,大大提高了外科治疗的效果。

“研究院为产品提供光固化技术支撑,我们利用LED光线照射笔尖涌出的液体树脂,在0.1秒内瞬间立体固化,让创意不只停留在纸间。”公司董事长任刚告诉记者,这款产品已获得全国科技活动周的“最受公众喜爱奖”,2016年销售额逾千万元。公司还深度打造以3D打印产品为核心的STEAM课程体系,现正在全教育渠道复制推广。

据国家卫生健康委员会医政医管局副局长郭燕红介绍,在我国,虚拟现实技术和3D打印技术目前已经在骨科、心外科、胸外科等领域广泛应用,使手术更加精准、安全。同时,人工智能辅助诊断技术已经在病理的辅助诊断、影像辅助诊断等方面崭露头角,成为医务人员的重要帮手,提高了诊断的准确性和效率。此外,远程会诊系统已经广泛建立,让群众可以就近接受大医院专家的会诊,促进了优质医疗资源的下沉。

不仅如此,与风电、航空、气象、军事国防等领域应用密切相关的风场信息实时测量,未来也要靠激光雷达技术说了算。“譬如监测低风切变现象可能对飞机起飞和着陆阶段造成不利影响,是世界各国长期以来研究的课题。”南京牧镭激光科技有限公司总经理周军表示,激光雷达被认为是观测风切变最为成熟有效的技术。公司正在与相关部门洽谈,一旦成本符合要求,200多个国内机场将有望安装由其研发的激光雷达设备,保障航空飞行安全。

精准化个体化治疗日臻成熟

正是借力创新平台优势,顺应市场需求而生的好产品层出不穷。“高校院所的科研往往停留在基础研究和技术原型上,它的成熟度与科技人员成果转化积极性都不高,而中小型企业大量缺乏成果、人才和技术服务,亟需一个中间环节,打通从院所到企业成果转化的通道。”上海光机所副所长、南京先进激光技术研究院院长陈卫标介绍,2012年上海光机所与南京开发区管委会合作共建科技成果中试孵化基地——南京先进激光技术研究院,“当时给研究院定下的两方面核心工作就是推动科技成果转移转化及产业化,促进激光产业资源的集聚与发展”。

最近,一部《我不是药神》的电影红遍全国,讲述了一个慢性粒细胞性白血病群体的故事。其实,曾经还有一种更为凶险的急性早幼粒细胞白血病,经过上海交通大学医学院附属瑞金医院血液团队20多年的努力,已成为第一个可以被治愈的白血病。该团队从找到全反式维甲酸,到证实并阐明了全反式维甲酸和三氧化二砷的分子机制,再到创新性的提出联合治疗方案,使该病5年存活率从10%~15%提高至目前的94%。

为此,上海光机所与激光研究院之间有明确的分工:前者定位于国家重大专项任务和重大基础研究,持续输送原创性成果;后者承接这些原始科技成果的“二次开发”,开展技术服务、产业孵化与产业集聚。如此一来,原先多项难以转化或正在沉睡的科技成果得以被唤醒,大批创新创业人才、企业和产业资本也纷纷到来,先后培育和引进了30余家激光与光电领域的高科技公司,2016年孵化企业的销售总额达4亿元,研究院作为激光产业发展的“强磁场”效应日益凸显。

“这一成就成为世界首例用诱导分化理念治疗肿瘤成功的范例。”中国工程院院士、瑞金医院终身教授陈赛娟介绍,近5年来,该院在国际上率先进行精准化治疗,急性髓系白血病第一疗程缓解率达86.3%,领先于国际水平。该院还领衔进行了国际上最全面的淋巴瘤基因组学图谱研究,并指导临床靶向治疗,使我国淋巴瘤诊疗水平超越欧美国家。

整合资源 规模发展

随着技术的发展,人们对疾病的认识更加深入,基因、环境等因素在致病中的作用逐渐被明确,为精准化、个体化的预防和治疗疾病提供了基础。目前,循证医学、多学科协作诊疗等新的模式广泛开展,为患者提供了个体化的诊疗和最佳的诊疗方案,基因检测、靶向药物等精准治疗技术已经在肿瘤、高血压、糖尿病等疾病当中广泛应用。

从建立平台到孵化企业,再到培育成熟的产业集群,不仅仅是人才和资源的简单堆积,科技成果转化还要找准产业发展的难点、痛点。

除了聚焦治疗方式变革的精准医疗,注重产业化的转化医学也呈现了越来越蓬勃的发展势头。 国家卫生健康委员会提供的数据显示,“十二五”期间,我国各专科共申请各类专利7789项,产生了一批代表我国甚至国际最高水平的优势医疗技术。如中山大学附属第一医院显微外科团队自主研发神经修复材料“神桥”,实现了中国制造,打破了国外在这一领域的技术和市场垄断;中国医学科学院阜外医院自主研发的心室辅助装置开展临床应用,解决了我国长期以来中长期心室辅助“无泵可用”的困难局面,填补了国内心室辅助研发领域技术空白。

“我国高端医疗器械产品仍大量依赖进口,恰恰反映出我们在工程技术环节转移转化的能力还较为薄弱。”中科院苏州生物医学工程技术研究所所长唐玉国介绍,“从散落在桌面的几个元件到做成样机后实现规模化生产,研究所摸索出一套以医疗器械工程化技术研究为主导、知识产权为纽带、资本为辅助,多要素紧密结合的全产业链成果转化模式”。

缩短“实验台到病床旁”距离

这里有科技成果工程化主体平台——苏州国科医疗科技发展有限公司和总额3亿元、旨在扶持科研人员的“苏州分享高新医疗器械产业发展投资基金”,还成立了中科院先进医疗器械产业孵化联盟,提升医疗器械产品系统集成能力。

科研创新和转化离不开医院和医务人员的努力。为引导各医院加强技术创新,促进科技、科研向临床应用转化,增加优质医疗资源总量,近年来,国家、地方和各级各类医疗机构加大了资金和政策投入力度。

中科院苏州生物医学工程技术研究所走出一条独具特色的“医工结合”之路。“我们让医生参与到医疗器械的工程化过程中,从成果转化前端保证了最终产品的适用性,有效降低医疗器械产业化风险。”唐玉国介绍,苏州医工所已在长春、苏州、上海等地与6家医院进行全面对接交流,首轮征集了305个项目,涉及100个科室、137名医生,并已有多个项目顺利实现成果转移转化。

“仅‘十二五’期间,国家财政就累计投入60亿元,支持了79个专业,314家医院的1231个临床重点专科建设。”郭燕红说,通过加大资金投入,努力提升以医疗技术水平为核心的专科服务能力。

在苏北地区,凹凸棒石是一种可以被广泛运用到化工、建材、医药、环保等诸多领域的天然矿物材料,而具备占世界总量48%、国内总量74%的凹凸棒石矿产资源优势的盱眙县,该如何破除传统的粗放加工模式,开辟科技创新的“生财之道”?

具体到地方。从2017年开始,上海市根据全国临床专科能力建设规划,出台上海市临床重点专科建设的“十三五”规划,目标是要建成与亚洲医学中心城市定位相符合的一批重点学科群。上海市卫生计生委副主任闻大翔介绍,根据规划,上海市将实施“腾飞计划”,通过遴选一批管理水平高、基础设施好、服务能力强、医疗技术先进的医院作为骨干单位,构建上海市的临床重点专科。

2010年6月,中科院与盱眙县人民政府联合共建中国科学院盱眙凹土应用技术研发与产业化中心,这也是目前中科院设立的唯一一个县级研发中心。自建立之初,中心就采用“大平台”合作模式,先后引进中科院兰州化学物理研究所、中科院宁波材料技术与工程研究所等单位。中心主任王爱勤介绍,盱眙县每年出资200万元设立开放课题,由研发中心主导研发方向,入驻单位根据企业需求来确定研究课题,资产所有权归各个单位,仪器设备等资源则实行相互开放。

广东省也有类似的规划。今年,广东省委、省政府实施高水平医院建设“登峰计划”,在前期高水平医院建设基础上好中选优,分3年投入60亿元省级财政资金,通过整合资源、改革创新、内涵发展,集中力量重点支持若干家医院,进一步提升临床疑难复杂危重疾病诊疗水平。“未来,力争推创1个综合类国家医学中心和若干个专科类国家医学中心,2个~3个国家重点实验室,4个~6个临床医学研究中心。”广东省卫生计生委巡视员刘冠贤说。

研发中心于2015年成功破解凹凸棒石晶体解离的关键技术难题,实现其从矿物材料到纳米材料的“华丽转身”,并助推盱眙县建成凹凸棒石黏土加工企业55家,生产产品50余种,形成了产业集群,当地的凹凸棒石产值也从2010年的不足4亿元,跃升至现在的20亿元。

鼓励和引导正在多家医院收到回响。据瑞金医院院长瞿介明介绍,目前该院正在建设我国首个综合性国家级转化医学中心,设有300张不同于普通病房床位的转化研究床位,为新药、试剂、仪器设备的研发提供公共技术平台,让写在纸上的论文尽快变成用于临床的新治疗方法,缩短从“实验台到病床旁”的距离。

开放共享 探索前沿

华中科技大学同济医学院附属同济医院院长王伟表示,近几年,该院立足“科研巅峰战略”,围绕国际医学前沿和国家重大需求,对临床研究投入上亿元,用于临床医学研究中心、转化医学研究中心和生物样本库的建设等。

科技成果转化难,一批围绕前沿科技探索的高技术成果转移转化难上加难。譬如纳米技术研究和开发所需要投入和耗费的高额仪器设备、资金和人才等,就往往将一些中小型纳米企业的创新创业梦想拦在了门外。

南方医科大学南方医院院长李文源则表示,未来医院还需要进一步加大人才引培的力度,调动广大医务人员的积极性,培养医务人员尤其是优秀中青年队伍的科研和转化能力,激发医疗机构创新发展的内生动力。

在中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,高技术成果转化难的问题却迎刃而解。研究所先后投资建设了纳米加工、测试分析和生化平台等3个纳米技术公共平台,并建成5500平方米的超净微纳米加工实验室,装备总投入1.2亿元,形成同时满足纳米技术科研和企业小批量生产的加工能力。“实施开放共享、高效运行,才能促进不同学科间相互交流、共同创新。”中科院苏州纳米所所长杨辉说。

文 孙 梦 宁艳阳 郭晓薇

目前,3个平台年均服务客户300余个,服务金额超过2亿元,培训人员达1.4万人次。苏州工业园区管委会副主任周旭东指出,平台的对外开放,解决了企业、高校、科研院所课题组缺设备、缺技术、缺资金、缺人才的难题,有效改善了所在区域的科研基础设施和科技创新环境。一批纳米技术相关企业依托平台开发产品,逐渐实现成果转化、中试放大,最终落户苏州。截至2016年底,以苏州纳米所的平台为核心支撑,在周边聚集起约410家纳米技术应用企业,实现产值383亿元。

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与此同时,世界首个纳米领域大科学装置——纳米真空互联综合实验站也预计于2018年在纳米所建成。“这个实验装置是在类似太空的全真空环境下的纳米器件研发平台,相当于把现有的加工设备统一搬到太空。”中科院苏州纳米所研究员丁孙安说,届时,实验站将实现材料制备、测试分析与微纳加工工艺等方面的协同效应,为科研和战略性新兴产业发展提供先进的开放平台。

上海中山医院:

开放共享才能互利共赢。如今,中科院与江苏省的院地合作发展遍地开花。仅南京、常州、扬州、泰州、苏州五大平台型产业化中心就集聚人才4800多人,转化科技成果近800项,为企业创造效益200多亿元;累计孵化企业294家,年销售收入约40亿元;累计建成公共服务平台50个,2016年服务企业1100余家。

用科技创新写下“中国智造”

“从‘十一五’初期的100多亿元到2016年的1100亿元,院地合作产出已连续多年保持20%以上的增长,有力增强了江苏智能制造、生物医药、电子信息等产业的创新能力,服务经济社会发展。”江苏省科技厅副厅长蒋跃建说。

历经80多年几代人不懈努力,中山医院在医、教、研和管理领域硕果累累,打造了医疗服务的“中国自信”。

(原载于《经济日报》 2017-05-01 06版)

研制冠脉介入的“中国心”。中山医院心血管团队主持研制了国际首个可降解涂层药物洗脱冠脉支架,使致死性支架内血栓形成发生率降低近50%。该新型冠脉支架在国内市场占有率已达22%,平均每年超过10万名冠心病患者获益,于2011年获得国家技术发明奖二等奖。该团队进一步成功研制出国内首例完全可降解冠脉支架,并完成首例植入术,标志着我国冠心病介入治疗进入国际领先行列。

全球首个肝癌核酸诊断试剂盒及检测系统用于临床诊断。中山医院肝肿瘤团队历经9年攻关在肝癌早诊早治、预测复发转移技术上有两项重大研发成果,并均拥有完全自主知识产权。miRNA试剂盒研制成功并获得了国家Ⅲ类注册证,在临床上可更加准确地诊断早期肝癌,灵敏度和特异性均达80%以上,该试剂盒的推广应用预期可将我国肝癌病人的总体5年生存率从目前的7%提升至20%~30%。

中山医院神经内科团队通过研究,确立了血硫胺素代谢水平是诊断阿尔茨海默病的理想标志物,合成了新型PET示踪剂,研发新型防治药物,获得国家一类新药临床试验批文,目前已完成Ⅰ期临床研究,正在开展临床Ⅱ期试验,该药物也同步在美国开展Ⅱ期临床试验,有望在2021年完成Ⅲ期临床试验,报批新药证书,投入临床使用。

文 樊 嘉

(系复旦大学附属中山医院院长)

上海瑞金医院:

不断挑战生命禁区

经过瑞金血液团队20多年的努力,急性早幼粒细胞白血病已成为第一个可以被治愈的白血病,该病5年存活率从10%提高至目前的94%,该成果被誉为“上海方案”,并被国际权威指南作为一线经典治疗方案。尤其可贵的是,王振义院士没有申请专利,如今一盒全反式维甲酸仅售价290元,可以让更多患者得到救治。近5年来,瑞金血液团队在国际上率先进行精准化治疗,急性髓系白血病第一疗程缓解率达86.3%。领衔进行了国际上最全面的淋巴瘤基因组学图谱研究,并指导临床靶向治疗。此外,充分利用细胞免疫治疗技术,目前治疗复发难治性多发性骨髓瘤的总体有效率达90%。

瑞金内分泌学科建立起全世界最大样本的内分泌代谢病数据库,开拓性创建34项临床新技术,使以往难发现的多发性内分泌腺瘤病的误诊率、死亡率与复发率同步下降50%。创建糖皮质激素治疗中重度甲状腺眼病的方案,使患者治疗反应率从40.0%提高到76.9%。如今,瑞金医院又开创性建立了国家标准化代谢性疾病管理中心项目,这是首次尝试打造覆盖全国的在线整合式诊疗一体化、标准化及规范化的慢病全程管理模式。

瑞金微创外科被称为中国微创外科的摇篮,拥有亚洲内镜腹腔镜外科医师协会指定的手术培训中心和国际胆胰机器人手术培训基地,为中国在内的亚太地区培养了近万名外科医师。截至2018年7月,完成886例胰腺癌机器人辅助腔镜手术,是全球该类手术量最多的医疗中心之一。

文 瞿介明

(上海交通大学医学院附属瑞金医院院长)

整理 宁艳阳

浙江大学医学院附属第二医院:

临床和转化都有瞩目成绩

浙江大学医学院附属第二医院的重大疾病救治能力具有鲜明专科特色,自2012年起,医院围绕心脏瓣膜疾病进行联合攻关,这是老年人心衰的首要病因,发病率高达13%,约1/3重症患者1年内死亡。而传统开胸换瓣手术风险大、病人痛苦多。因此,医院研究用不开刀的方式进行瓣膜置换,针对国人特点,对国际经验进行大胆突破改良,跨越禁忌,形成“杭州方案”,逐步被全球同行所认可。此外,医院还是国内最大的经导管主动脉瓣置换手术中心,手术量约占全国1/3,患者来自全国各地,最大年龄在90岁,生存率明显优于国际报道。

医院作为主要研究者,研发了中国首个具有完全独立知识产权的经导管人工瓣膜,且成功上市,又牵头研发了第二代可回收人工心脏瓣膜,开展国内多中心临床试验。这一技术和产品辐射到全国19个省市、32家大型医院,受邀到印度2个医学中心开展手术,救治了3名濒临死亡的患者,受多国邀请,开展学术讲座或手术转播。心脏团队以第一负责人,先后获得国家科技进步奖、浙江省科学技术重大贡献奖、省部级一等奖等多个奖项。

医院还是一体化急诊创伤救治的“全国标杆”,我国严重创伤救治培训基地,区域公认的创伤和疑难复杂危重症救治中心。建成世界最先进的急诊复苏单元,所有的常见急诊均可一站式完成诊疗。

文 王建安

(浙江大学医学院附属第二医院院长)

浙江大学医学院附属邵逸夫医院:

微创手术引入3D技术

微创手术因疾病治愈能力强,术后恢复迅速,手术切口小,相比传统手术瘢痕更为美观的特点,深受百姓欢迎,在诸多外科细分领域得到应用。截至目前,邵逸夫医院带领团队完成530例完全腹腔镜下肝脏切除术,且没有一例围手术期死亡,是目前有文献报道病例数最多的病例库。经统计分析及文献查阅,医院的微创团队做的腹腔镜下大范围肝脏切除术的成功率甚至超过微创技术先进的欧美国家。

除了行腹腔镜肝切除术外,医院微创团队还开展了一系列其他术式,多项技术和手术方式国际首创,是国内微创外科领域的领军者。医院于2009年获国家科技进步奖二等奖,也是业内微创外科在国内最早获得该奖项的医院。

面对腹腔镜技术的瓶颈,医院引进了3D高清腹腔镜系统。医生在术前需佩戴一副3D眼镜,而伸入患者腹部的摄像头也是运用3D技术处理过的专业摄像头,显示在3D液晶显示器上,通过特殊技术手段将肉眼所看见的图像处理成三维图像,给人一种立体感。通过3D腹腔镜技术既保留了传统腹腔镜手术精细、微创的特点,又兼得高清立体视野的优点,大大提高了手术的精确性,更好地保护了周围脏器。在3D技术下,微创团队再做胰十二指肠切除术,用时360分钟左右,大大缩短了手术时间。

文 蔡秀军

(浙江大学医学院附属邵逸夫医院院长)

南方医科大学南方医院:

精准应对慢性肾病治疗

慢性肾脏病是我国重大公共健康问题。病人患病率高达10.8%,罹及1.2亿人群,病死率高,是增长速度第一的死亡原因。在费用上,透析的医疗费用高达每年3400亿元,且逐年增长,50%的尿毒症患者无条件治疗。

在慢性肾脏病防治方面,医院肾脏病科侯凡凡院士团队取得了多项重大突破:通过对慢性乙肝患者进行精准个体化治疗,使得病毒学应答率提高了20%,耐药率降低了90%以上。

通过对我国慢性肾损伤患者的大样本分析,首次证实补充叶酸可降低慢性肾脏病肾功能丧失风险、显著降低高血压首发脑卒中风险、新发糖尿病肾病风险,使肾损伤进展的风险降低了56%,为社区人群开出了预防慢性肾脏病的“中国处方”。

创建了预测急性肾损伤发病、发展和预后风险的新方法和防止慢性肾脏病进展的临床新策略,首创RASB“向上滴定法”并使患者发展至尿毒症的风险降低了50%,使全国每年节省医疗资源约70亿元;RASB“向上滴定法”被写入全球慢性肾脏病治疗指南,向全世界展现了“中国智慧”。

在肝炎防治方面,感染内科团队建立了无创肝纤维化诊断标准国内首个专家共识,主持制定了2015年版中国乙肝和丙肝防治指南,发布了中国最新乙肝母婴阻断临床管理流程,形成了肝炎防治的“南医策略”。2015年率先启动的“乙肝母婴零传播项目”,目前已推广至全国118家医院,形成了广泛的国际影响力。

文 李文源

(南方医科大学南方医院院长)

整理 孙 梦

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