医工结合漫谈 | 系列1：医工结合与“中国制造2025”

2018年4月16日上午，美国商务部宣布，禁止该国企业向中国的通信行业巨头中兴通讯出售任何电子技术或通讯元件，禁令有效期长达7年。

缘何是7年？掐指一算，7年之后恰是2025年。结合前段时间美国对华频发的贸易战，如《纽约时报》所说，美国的真正考量或是要遏制中国制造业升级，拖慢这一强国战略。

一、何谓“中国制造2025”？

早在2015年5月8日，国务院组织编制并正式发布《中国制造2025》，明确了建设制造强国的战略任务和重点，提出我国制造业由大变强“三步走”战略目标：2025年迈入世界制造强国行列；2035年达到世界制造强国阵营中等水平；到2045年新中国成立一百年时，把我国建设成为引领世界制造业发展的制造强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦打下坚实基础。

具体到“三步走”战略目标的第一个10年，《中国制造2025》明确了制造业发展的10大重点领域：新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。

为指明10大重点领域的发展趋势、发展重点，国家制造强国建设战略咨询委员会于 2015 年 4 月中旬起，动员48 位院士、400 多位专家及相关企业高层管理人员参与，广泛征集意见后，组织编制了关于10大重点领域的技术路线图，汇总成册，称为“《中国制造2025》重点领域技术路线图”。由于封面为绿色，也称“《中国制造2025》重点领域技术创新绿皮书”。

在“《中国制造 2025》重点领域技术路线图”中，关于医疗器械的发展重点分为重点产品、关键零部件和关键共性技术三部分，其中重点产品又分四种。

（一） 医学影像设备：3T及以上超导磁共振系统（MRI），开放式超导系统，128排X射线电子计算机断层扫描装置（CT机）、正电子发射断层显像 /X 射线计算机体层成像仪（PET-CT机）、正电子发射型断层显像/磁共振成像系统（一体化PET-MRI），彩色多普勒超声诊断设备（128及以上物理通道），微型超声诊断设备，数字减影血管成像系统（DSA）、X射线相衬成像、电阻抗成像设备、脑磁图设备等新型影像设备。

（二）临床检验设备：高通量临床检验设备、快速床旁检验、集成式及全实验室自动化流水线检验分析系统、分子诊断设备、微生物自动化检测系统、高分辨显微光学成像系统等。

（三）先进治疗设备：大型重离子/质子肿瘤治疗设备、图像引导放疗设备、高清电子内窥镜、高分辨共聚焦内窥镜、数字化微创及植介入手术系统、手术机器人、麻醉机工作站、自适应模式呼吸机、电外科器械、术中影像设备、脑起搏器与迷走神经刺激器等神经调控系列等。

（四）健康监测、远程医疗和康复设备：智能型康复辅具、计算机辅助康复治疗设备、重大疾病与常见病和慢性病筛查设备、健康监测产品（包括可穿戴）、健康大数据与健康物联网、远程医疗及相关标准等。

二、医工结合——多学科的深入融合

未来的医学科学将伴随医学与工程技术的结合（即医工结合）而向前发展。尤其在医疗器械的制造方面，工程技术的发展、仪器设备的更新换代，将不断促进医学的发展。因此，通过医工结合，研发具有中国自主知识产权的高性能医疗器械重点产品，势必成为《中国制造2025》的迫切任务。

实际上，全球范围内对医工结合的探索已有数十年。从20世纪70年代开始，世界顶尖研究型大学如哈佛大学、斯坦福大学、普林斯顿大学等纷纷投入巨资开展医工结合学科研究，先后成立交叉学科研究所或研究中心。

我国的医工结合交叉探索兴起于20世纪80年代末期。彼时，我国高校进行了新一轮体制改革，综合性大学或理工科大学的工程专业与独立设置的医科类院校合并，促成了非医科类院校和医科类院校的强强联合；许多重点高校包括清华大学、北京大学、上海交通大学、东南大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、同济大学、北京航空航天大学、天津大学等纷纷建立了以医工结合为特征的交叉学科研究实体，为医工交叉研究提供了广阔的舞台。

1984年12月21日，我国泌尿外科奠基人、中国科学院院士、中国工程院院士吴阶平在上海市泌尿外科新器械、新手术、新技术学术交流会上，就“医工结合”问题说道：“医工结合在我国医学发展上具有重要的意义。自然科学通过医学造福于人类，而医学发展要靠自然科学技术的发展……我认为，临床医生要知道医疗器械设计制作中的一些特点，而制造器械的同志也应了解临床的实际需要……工厂有积极性去开拓新产品，医生有积极性去改进医疗器械，两个积极性可促使我国医疗卫生事业走上健康发展的道路，因此两方面都要为此贡献力量。”

几十年来，全球的医工结合实践已取得一系列突破性成果。电子显微镜、序列分析、质谱技术的应用使医学研究的深度有了质的飞跃；智能传感器、云计算、人–机共融的智能制造模式等在临床实践中崭露头角；大数据时代催生了数字医疗的迅速发展，使患者就诊方便快捷从基础研究到转化研究；从临床治疗到卫生保健；从功能基因组学的研究到生物材料的研发；从生物信息学的进步到医疗器械的开发；从生物电磁学到器官水平上的成像；从基因图谱到康复医学等，无不彰显医学与工程学科相互交叉、融合、渗透的必要性。

三、我国医工结合的现状与痛点

目前，我国在医工结合方面已取得不斐成绩，但痛点仍然突出。

自20世纪80年代末兴起医工结合模式以来，一方面由于高校合并的时间尚短，加上有关医工结合的理念欠清晰、体制欠顺畅、举措欠得力，导致目标难明确、机制难保障、发展难作为等共性难题；另一方面，医院和研究所的医工合作也不尽如意，许多医生虽然有创新思想，希望发明或改进器械，但缺乏专利意识，而其根本原因在于国家专利保护机制尚不健全，专利对利益的保护不足。因此，还远未能如愿形成医工结合的高原及高峰现象。

综观现有医工交叉实践，主要问题如下：

1. 交叉的医学学科集中于某一学科的偏多，实质性融合不到位，交叉的理工学科和医学学科“一一对应”的较多，没有形成“一对多”和“多对多”的学科交叉模式。由于医学和理工学科存在着根本上的差别，学科方向迥然不同，导致医学与理工学科难于实现真正的融合。

2. 医工交叉的产学研转化链尚未形成，研究的成果不能很好的对接临床需求。将基础研究的成果迅速、有效地转化为预防和医疗手段，这通常被称为“从实验台到病床旁”，即“B to B”——“from bench to bedside”。现有的医工交叉合作还仅限于项目的单一合作，取得成果后转化到临床的较少，而且医工交叉并未形成高校、科研院所与产业界的成果转化链，需强化对成果的临床应用性、产业化前景的关注。

3. 医工交叉教学和人才培养方面的融合难。在医学与理工学科交叉融合的进程中，存在四个不同层次上的显著差别：学科内容的不同、方法论的不同、认识论的不同和科研价值观的不同，致使医学与理工学科的合作也需要克服重重障碍。因此，医学与理工学科的交叉融合既是机遇又是挑战，应重视医工交叉人才的培养，通过多渠道打开医工交叉教学和人才培养通道，整合优势资源，发掘科研潜力，使其在人才培养上做到与科研同步一体培养，最终促进医工交叉的深度融合和共赢发展。

总体而言，我国医工结合的发展需要加强信息沟通、成果转化及人才培养。医工结合既要解决新的科学问题、发展新的理论，也要建立新技术、发明新产品。

结束语

回到开头的中兴制裁，我们不得不说到国内另一家通信巨头——华为通信。华为创始人任正非曾说：“必须要靠自己；没有产权保护，创新的冲动就会受抑制；公司运转是依靠两个轮子，一个轮子是商业模式，一个轮子是技术创新。”

“不能总是用别人的昨天来装扮自己的明天”，“只有把核心技术掌握在自己手中，才能真正掌握竞争和发展的主动权，才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。”习近平总书记的告诫可谓刻骨铭心。核心技术靠化缘是要不来的，也是花钱买不来的。只有实现核心技术的自主创新，才能巍然屹立于世界舞台。

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当前，我国自主生产的医疗器械远不能满足临床需求，医疗器械生产和需求之间的矛盾日益凸显，加强、加深医学与工程学科的交叉融合已成为当务之急。高校和科研机构作为国家科技研究与发展的中坚力量，尤其是同时具备医学和工程学科双方面优势的综合型高校，更应积极组织开展医工结合探索研究。

自20世纪80年代以来，我国的高等院校在医工结合方面，进行了哪些探索？取得了哪些进展？形成了何种局面？遇到了哪些难题？有哪些成功经验？

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作者简介：

谢丹，上海交通大学出版社医学图书事业部策划编辑，毕业于清华大学&北京协和医学院药物研究所，获得药物化学理学博士学位。作为“医学创新评论”的特约作者，谢丹将在人工智能、医工结合、精准医学等方面带来精彩文章，敬请关注。

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