生物医学工程发展方向和我国高端医疗器械突破点分析

生物医学工程发展方向和我国高端医疗器械突破点分析

丁浩杰

皖南医学院第一附属医院弋矶山医院  安徽芜湖  241000

摘要：本文主要目的即针对生物医学工程发展方向和我国高端医疗器械突破点进行简单分析。文章首先从生物医学工程发展方向入手，具体分析当前我国高端医疗器械有哪些突破点，旨在提高医疗服务质量，为更多群众带来便捷性医疗服务，减少社会大众就医费用。

关键词：生物医学工程；发展方向；我国；高端医疗器械；突破点

前言：

目前国内高端医疗设备市场多为国外所垄断，导致国内多数群众在就医时面临高昂的治疗费用，增加群众经济负担。为扭转此局面，国内也开始加大对相关领域的研究。生物医学工程为生物医学、理工学相结合而发展的一种学科，因其具备交叉性质，推动生物医学工程学科得到较大发展。在高端医疗器械研发阶段，运用生物医学工程技术，构建产业协同发展体系，做国内原创新药，实现中国生物医药的高质量发展。

一、生物医学工程发展方向

（一）生物医学成像

在生物医学工程领域内，此技术为其中比较重要的内容。该技术为临床疾病预警、诊疗技术发展的关键，通过物理法获得更多信息，达成可视化健康效果[1]。现代化分子医学、智能信息技术的发展，水平认识生命功能逐渐呈现出微观特征，促使疾病演变过程可视化成为一种可能。临床医学方面，在过去为患者进行疾病诊断时，多采用形态变化形式，而目前诊断形式已经朝着多元化发展，将功能、形态、代谢融为一体，为患者提供准确、全面的诊疗方案。故参考物理原理，医学成像通过借鉴分子医学、智能化信息科学技术，将数学、化学的基础理论融合其中，对当前成像技术的物理最大限制予以打破，演变为新一代多模态成像，充分突出其智能化、高分辨率、高灵敏度的特征。

生物医学成像技术发展速度越来越快，其主要涉及电子计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）、磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）、正电子发射型计算机断层显像（Positron Emission Computed Tomography，PET）、单光子发射计算机断层成像技术（Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT）、光学成像技术等。故在日后发展期间，应重点发展分辨率、灵敏度均比较高的成像技术，同时发展自动分析技术。如光子计数CT，其具备下述优势，如高分辨率、高灵敏性、辐射能量较少等。

（二）生物传感器、芯片、材料

生物医学工程领域中，生物传感器、芯片、材料均属于比较重要的内容，其中前两项能够对生物体内的生理参数、分子信号进行全面监测，最后一项包括可降解生物材料、仿生材料、人工组织等[2]。现阶段国内更注重针对简捷、灵敏的传感器、芯片进行研发，正在开发能够植入式、能够穿戴、无线传感器。而针对生物材料的研究，旨在探索具备生物降解、生物活性、相容性的材料，此外通过生物打印技术、组织工程技术等，研发比较复杂的人工组织、器官。

（三）人工智能

人工智能（Artificial intelligence，AI）在生物医学工程中应用率较高，其包括机器、深度学习，通过针对医疗数据进行简单分析，开发预测相关模型，对临床决策起到辅助作用。AI应用期间，能够快速对于大型数据集中的模式、关联性进行剖析，便于临床医生获得准确的诊疗方案，从而获取医学图像分析结果。而针对该技术的日后发展方向，倾向于智能化医学辅助决策系统，为临床制定个性化医疗方案。

（四）再生医学

该技术涉及较多发展领域，具体指的是对受损的组织、器官进行取代、修复的一项技术，在该领域内，研发人员主要借助肝细胞、组织工程、生物诱导材料等，对具备功能特征的组织、器官进行研发。

（五）器官芯片

此法以人体器官芯片生物学模型为主，通过对其进行综合测评，有望突破多模态、高通量测量的关键性技术，连续性动态获取各项组织器官的概况信息，为后续诊疗方案的制定提供参考。

二、我国高端医疗器械突破点

（一）高端植入介入装备

目前国内针对下述技术，如心脏起搏器、心脏瓣膜、颅内血栓抽吸导管、取栓支架、人工关节植入物材料（陶瓷）、运动医学缝线（高分子量聚乙烯）、生物组织粘合材料、植入式脑深部电刺激系统等，和国外某些发达国家之间存在较大差距[3]。而针对以下技术，如颅内血栓抽吸导管、取栓支架、心脏瓣膜、紫杉醇释放冠脉球囊扩张导管、人工耳蜗、电子束增材制造快速成型设备、医用钛合金粉末、植入式脑深部电刺激系统等，在技术层面有望进一步突破。

（二）高端治疗装备

如三维定位导航高精密度标准化系统、医用电子直线加速器、外骨骼机器人等技术，国内、国外之间存在较大差距，短时间之内无法突破。但对于血液透析设备、高清3D腔镜手术机器人、超声软组织切割止血设备、治疗用呼吸机等，在技术层面可以实现较大突破。

（三）高端影像装备

光子计数探测器、高热容量球管等核心技术，具备较高含金量，国产开发研究比较困难；能谱CT、血管造影X射线机、超声内镜等比较高端的影像设备，其热容量较大、功率较高；而对于光子计数探测器、微型血管内超声换能器等关键性核心技术，突破更为困难。对于数字减影血管造影（digital substraction angiography，DSA）、MRI设备、MRI兼容监护仪、PET、CT、高端彩色超声诊断仪、软式内镜设备、超声内镜等，我国有望突破。

结束语：

综上所述，我国逐渐认识到高端医疗器械研究的重要性，通过生物医学工程技术的支撑，和上游商建立合作机制，促进高端医疗设备逐步发展。高端医疗作为高技术产业，涉及内容、技术比较宽泛，故在研发高端医疗设备时，需要得到核心企业、关键部件研制企业、材料供应商的支持，保证研发的医疗设备满足临床实际需求，提高行业内声誉。

参考文献

[1] 万遂人,顾晓松,骆清铭,等. 生物医学工程发展方向和我国高端医疗器械突破点[J]. 广西医科大学学报,2023,40(4):543-548.

[2] 莫光权,阳范文. "新医科"背景下生物医学工程非电子方向的化学课程体系构建研究[J]. 科技风,2023(35):35-37.

[3] 冯婷,郭立宏,董建卫. 风投组合、上游企业协作与关键核心技术突破 ——基于高端医疗设备行业的实证研究[J]. 山西财经大学学报,2023,45(1):85-98.