医学装备是医学科学技术进步和创新的发动机

中国医学装备协会副理事长兼秘书长

中国医学装备杂志社社长兼总编辑

白知朋

“工欲善其事，必先利其器”是孔子在《论语·卫灵公》中所说的话。说明我们的祖先在几千年前就知道工具的重要作用。而医学装备对当代医学科学技术更是不可或缺的，因为他不仅起到工具的作用，而且促进了医学科学技术的发展、创新和进步，是现代医学科学技术进步的发动机。

1 现代科技在医学装备上的应用

自20世纪70年代至今的40年间，现代科学技术与医学科学技术紧密结合，针对医学科学技术的难点和热点，立足于提高诊断的准确率，着眼于增强治疗的效果，研发出了一个又一个医学装备并应用于临床，为伤患者带来福祉，促进了医学科学技术的进步和变革。

四大现代科学技术与医学科学技术紧密结合，在医学上创新性的应用对医学装备不断革新产生了变革性的发展变化。

(1)微电子技术：半导体、大规模集成电路及芯片技术。广泛应用于医学装备，如输液泵上都有芯片技术的应用。

(2)微型计算机科学技术：在大型医疗设备中被广泛应用，CT、MRI、DSA和CR、DR、大型生化检验装备、“彩超”，典型的是带有“工作站”的设备，均有微型计算机(PC机)在控制管理。

(3)电视录像技术：各种影像设备，腹腔镜、胸腔镜、肠镜、胃镜、关节镜、内窥镜手术器控制系统(达芬奇手术机器人)和美国新一代手术机器人“乌鸦”均为医学科学技术与现代电视录像技术相结合的产物。

(4)材料科学技术：稀土纳米技术、永磁MRI、上转光检验设备、钛金属合金记忆金属各种骨科器材、心血管、神经及外周各种导丝支架。

以上四大科学技术以提高诊断准确率、增强治疗效果为目标交叉融合在医学装备中形成默契。

2 显微外科的发展

1665年荷兰人列文·虎克发明了光学显微镜，之后逐渐发展为现代检验学、现代病理学。

(1)很多三级医院都建立了临床检验常规、生化和免疫流水线作业，标本自动分送，检验结果自动打印，实现了临床检验分析自动化。

(2)20世纪20年代光学显微镜用于外科手术。1963年初，上海第二人民医院陈中伟等完成了对王存柏的断肢再植手术，接活了王存柏因冲床齐腕轧断的右手；1986年1月27日，西安某印刷厂女工王甫涛在操作切纸机切纸时，机械失灵，锋利的刀刃滑向双手，瞬间10个手指被完全切断，散落在操作台上。西京医院8名年青医生在陆裕朴教授指挥下分成两组同时手术，经过27个小时的集体奋战，完成了世界首例10指完全断离和再植手术；1990年解放军第153医院手外科经过9个多小时，4个组同时开展手术又完成了对农民牛安水的4肢断离再植手术。

(3)医生把0.5 mm直径的血管缝合靠的是手术显微镜和灵巧的双手。0.5 mm直径的血管要缝合5针，神经外科医生在手术显微镜的帮助下创造了一个又一个奇迹。工程院院士、白求恩奖章、2008国家最高科学技术进步奖荣获者王忠诚教授勇闯生命禁区，敢在生命禁区动手术刀，在显微神经外科等方面均有独到之处，创造了五个世界第一。

(4)在我国很多三级医院都借助手术显微镜在骨科、泌尿外科、妇科、耳鼻喉头颈科、眼科及心脏外科等几乎所有学科都开展了显微外科手术。

3 医学影像学引导下的介入手术

(1)1885年德国人伦琴发明X射线，X线机诞生。20世纪70年代CT开始应用于临床以后，80年代MRI、DSA相继诞生并商品化，形成了“医学影像黄金40年”。继CT在临床应用之后，1980年3月，第一台数字式X射线减影血管造影机(DSA)在美国威斯康星大学克列夫兰医学中心正式投入医疗检查工作。CT、MRI及DSA在临床被广泛应用，提高了诊断的准确率。

(2)DSA技术构成介入放射学的主要组成部分，是血管性造影及介入的工具和基础。随着人们对DSA技术认识的不断深化，造影方法不断改进，设备性能不断改善，功能不断增加，应用领域不断扩大。特别是与介入放射学紧密结合，其优势愈来愈显著，不仅可为疾病诊断服务，而且还为疾病治疗提供了先进的手段。DSA排除了与血管不相干的其他器官组织的干扰，变静态为动态，可以观察到血管的动态变化。采用微创技术进行手术，与内科、外科并列为第三大治疗学科，介入放射学成为临床治疗学科。

(3)按照治疗技术分为血管内介入和非血管介入；按照治疗领域分为神经介入、心血管介入和肿瘤介入等。神经介入治疗技术已在颅内动脉、颅外段经动脉、椎动脉、颅内肿瘤和急性缺血性卒中等介入治疗。血管介入治疗技术已在主动脉疾病腔内、消化道出血、妇产科出血以及食管静脉曲张等介入治疗。肿瘤介入治疗包括血管介入和非血管介入。血管介入治疗主要是经动脉灌注化疗和栓塞术，而非血管介入主要指经皮直接穿刺肿瘤行消融术。除无水乙醇化学消融外，射频、微波、激光、冷冻和高能聚焦超声(HIFU)消融等在肝脏、肺、肾、前列腺和骨肿瘤的局部治疗方面得到了广泛应用，成为肿瘤治疗的有力武器之一。连续三届的乒乓球前世界冠军庄则栋患肠癌晚期多器官广泛转移，已不能进食，住进佑安医院经介入治疗3日后自行到南来顺吃早点，又延长了半年生命而且改善了生存质量，减少了病疼。

(4)磁共振引导下高能聚焦超生术，也取得了长足进步。上海爱立峰医疗科技有限公司研发生产的具有特殊用途的磁共振系统，针对介入治疗手术的特点进行设计。病床能够360o自由旋转，前后延伸，横向平移；360o的开放磁体，患者空间高度都比一般的磁共振大很多，并且有优化的快扫序列和清晰的图像，为磁共振引导介入手术提供了很好的装备技术基础。

4 内镜引导下的微创手术

(1)腹腔镜微创手术。腹腔镜微创手术在我国应用较早，临床应用的领域较广，消化系统的胃、肠、肝脏、胆和胰脏，妇科的子宫、卵巢和泌尿系统的肾脏、膀胱和前列腺。腹腔镜微创手术恢复快，出血少，功能保持完整，下床早。

(2)中国医生勇于创新，创立了后腹腔镜技术。该技术主要用于治疗肾上腺疾病、肾囊肿切除术、肾癌、前列腺癌、肾盂和输尿管切开取石及输尿管松解成形术等。美国、英国、德国和南美、东南亚等国医生都在中国接受专科培训。

5 分析与思考

(1)高精尖设备的功能开发和应用。CT、MRI等高端产品功能是多方面的，但在应用功能上是不够的。包括在三级以上的大医院很多功能在实际应用上是空白，有的整个功能只用到60%～80%，个别只开发应用了40%。其中包括有的功能在临床上并没有实际意义，只是“花架子”。

(2)医学装备愈来愈先进，医生的作用如何体现，还能出一代名医吗？装备愈来愈先进愈高档，医生对医学装备的依赖程度愈来愈高，在这种形势下，医生如何发挥主观能动性，体现医生的作用是很重要的课题。

(3)交叉、融合、优势互补是创新的基础。如：PET/CT，PET是正电子发射型计算机断层扫描仪，因其图像质量不理想不能满足医生的需要，而借助CT，通过扫描和图像处理工作站将二者的图像融合在一起，获得清晰的影像，便于医生进行诊断和治疗，但整个设备和本质是PET。再如TOMO，TOMO刀属于通用放疗设备。螺旋断层放射治疗机6 MV的直线加速器安装在孔径为85 cm的CT滑环机架上，治疗时机头发出的扇形束随机架旋转对人体360o旋转照射，单次照射多达2万个子野数目使靶区的均匀性和适形度更高。治疗时治疗床缓慢跟进，通过治疗床的连续移动能够实施全身调强治疗。将螺旋CT和直线加速器的优势融合，并发挥到极致产生1+1＞2的效果。

随着工业互联网的崛起，世界正处在通向新的创新与变革时代的门口，在先进的计算、分析和低成本传感技术与全新互联网连接融合的情况下如何提高医学装备的效率、效益和节约，包括能源在内的各类资源，将是我们跟上时代发展的重要课题。