脑机接口“黑科技”从实验室走向应用
慧创医疗:向全球脑健康产业高地迈进
本报记者 云莹
2月26日,我省召开深入学习贯彻习近平总书记重要讲话精神、促进民营经济高质量发展座谈会。座谈会上,丹阳慧创医疗设备有限公司董事长汪待发作为民营企业家代表之一作了发言。而在两个月前的中国高校科技成果交易会上,省委书记信长星分享了三个发生在江苏的“创新故事”,其中一个故事的主角正是汪待发。
作为慧创医疗的核心创始人,汪待发带领团队在脑科学领域取得了多项突破性成果,交出了一份成果丰硕的答卷:研发出了近红外脑功能成像创新方法和技术;制造出了全球首个获得医疗器械注册证的超100通道近红外脑功能成像装备;建立了疾病智能诊疗模型,为脑卒中、孤独症、阿尔茨海默症等脑疾病患者的干预、治疗、康复等开出一剂良方;联合国家神经疾病医学中心(宣武医院)认知障碍专科联盟、丹阳市中医院等共建国家神经疾病医学中心(宣武医院)认知障碍专科联盟丹阳中心,推动丹阳脑健康产业发展……
从“看得见”到“看得更清晰”,“戴在头上的功能核磁”探秘大脑“地图”
大脑是人体最精密、最复杂的器官之一。若能在自然状态下高清晰度地“观察”大脑活动、精准描绘“大脑地图”,阿尔兹海默症、抑郁症、脑卒中、癫痫、帕金森等脑功能疾病的诊断治疗必将如虎添翼。遗憾的是,这一直是世界性的难题,也是全世界科学家的毕生追求。汪待发便是其中的一员,他既是全脑成像领域的研究专家,也是脑机接口“黑科技”的产品孵化者。
1984年,汪待发在安徽省安庆市的一个小县城出生,2001年考入清华大学,就读生物医学工程专业。大四那年,汪待发加入了清华大学与中日友好医院合作的近红外脑功能成像临床应用国家自然科学基金项目。当时,近红外脑功能成像技术非常前沿,是一项通过光谱来呈现大脑神经活动情况的技术,能够在自然状态下实现大脑成像,被誉为“戴在头上的功能核磁”。
此后的数年里,高端脑影像设备的关键技术一直被西方发达国家垄断。以近红外脑功能成像装备为例,市面上这种仪器大多被国外垄断,每台单价高达数百万元人民币。其中,一款进口的50通道、检测脑前额叶区域的半脑检测产品应用最广,是精神、心理疾病诊疗的利器。
然而,很多价格高昂的欧美设备,却难以解决亚洲人有黑色头发覆盖区域的成像难题。“欧美人大多是黄头发,而亚洲人是黑头发,黑色吸收的光更多,所以同样强度的光源打到脑部,欧美人和我们的吸收强度差1000倍。”多次参与医工合作项目,汪待发还发现,脑疾病不是单一脑区的疾病,而是存在全脑层面上的协同性问题,想要在临床应用上取得突破性进展,必须进行全脑检测。
为破解这一难题,汪待发从本科起就参与相关研究,一直到博士毕业,他所在的课题组也未获突破,但他始终坚信这个方向极具研究价值。任职北京航空航天大学后,在樊瑜波、李德玉等血流动力学分析和高精密传感专家的帮助下,他持续探索了多条技术路径。最终,历经数百次的试验、挫折和迭代验证,汪待发带领研发团队,靠一种突破物理极限的近红外超微光探测技术和独创的信号提取技术,攻克了亚洲人黑色头发覆盖区域成像难这个瓶颈,实现了全脑成像的重大突破,打破了西方垄断。
实现“从0到1”的突破后,汪待发团队研发的脚步也没有停止。“人对于看得更清楚的追求是无止境的。我们想提高近红外脑功能成像精度,让拍出来的‘照片’更清晰。”汪待发说,近红外脑功能成像技术优点突出,但缺点也很明显,“它的精度只能达到3厘米左右,而功能核磁的精度是3毫米,差了一个数量级。”经历无数次尝试后,汪待发团队终于突破技术瓶颈,将近红外脑功能成像的空间分辨能力提升至5毫米左右。
从“实验成果”到“临床应用”,丹阳土壤滋养“科创小苗”拔节生长
2016年,32岁的汪待发背着双肩包,来到了丹阳,创办了丹阳慧创医疗设备有限公司,踏上了全脑检测“黑科技”成果转化的征程。他有信心也有决心,让近红外脑成像技术走出实验室,转化为产品走下生产线。
汪待发的信心和决心一定程度上来自于我市创业土壤。当时,丹阳与北京航空航天大学共建产业孵化器,制定了三年“零成本”的创业政策,用实际行动呵护慧创这株“科创小苗”生根生长。“虽然当时我只是北航的一名讲师,但丹阳并没有因为职称而看低我,反而更看重我在脑科学方面的建树和潜力,帮我积极申报了丹阳的‘丹凤朝阳’人才计划、镇江的‘金山英才’计划和省‘双创计划’。”汪待发清楚地记得,“丹凤朝阳”人才计划项目资助资金成为企业创立之初最宝贵的资金支撑,而我市也用实际行动履行着三年“零成本”创业的承诺。
免费的人才公寓和创业场所、主动帮忙对接金融机构提供资金支持、各种路演活动和资源推介……在市委、市政府全方位的支持下,汪待发和团队心无旁骛地投入科技创新和产品研发。2019年,慧创医疗自主研发的世界首个获中国医疗器械注册证的超100通道近红外脑功能成像装置NirScan问世,该产品可以通过检测特定脑区血红蛋白的变化,获得脑功能成像,在脑功能疾病、脑调控监控和评估、脑功能康复等领域获得广泛应用,被北京协和医院、上海华山医院、清华大学等1000余家一流临床及科研单位搬进了诊疗室和实验室。在此基础上,慧创又研发了世界首台获医疗器械证的便携式近红外脑功能成像设备NirSmart,状如平板电脑,具备领先进口台式设备的成像性能。
如果说我市诚意满满的人才创业政策给汪待发吃下了一颗“定心丸”,那么社会资本的加入则给慧创的发展注入了一剂“强心针”。自2019年以来,慧创先后完成了6轮融资,融资金额多次达到亿元人民币规模。资金的持续注入使得汪待发团队能够更加专注于产品的持续创新。如今,汪待发更是带领团队瞄准“阿尔茨海默症”这个世界性的疑难杂症,开展治疗产品的研发和临床试验。汪待发介绍,团队在阿尔兹海默症治疗方面已取得突破性进展,其研发的“近红外光脑功能治疗仪”已获批国家药品监督管理局(NMPA)医疗器械绿色通道。目前,在国家科技成果转化引导基金的支持下,团队正在和临床专家们合作,开展阿尔茨海默症治疗产品的临床试验,有望为我市带来一个高端、高附加值的百亿乃至千亿规模的老年认知产业。
从“赛道领头羊”到“全球产业高地”,“才”与“城”双向奔赴共谱发展新篇
近年来,慧创创新发展的脚步不断加快。2022年,慧创作为唯一企业起草单位,与国家药监局合作,制定了中国首个近红外强制性国家标准;同年,慧创的近红外产品被认定为“江苏省首台(套)重大装备”;2023年,慧创获得江苏省专精特新企业、江苏省创客中国十佳双创好项目等资质和荣誉;2024年,慧创入选潜在独角兽企业、国家级专精特新“小巨人”企业;获国家脑机接口重大专项立项,成为江苏省唯一获得立项的企业。无疑,经过与丹阳这座城市9年的“携手长跑”,慧创已经成长为光学脑机接口技术领域的领头羊企业。
在实现自身发展的同时,慧创一直关注着如何汇聚更多资源促进本地产业发展。2022年8月,“丹阳苏慧创脑科学研究中心”揭牌成立;2025年1月,“国家神经疾病医学中心(宣武医院)认知障碍专科联盟丹阳中心”揭牌成立。目前,我市着力打造一中心——脑科学中心,一枢纽——国家神经疾病医学中心(宣武医院)认知障碍专科联盟丹阳中心,一基地——脑机接口产业基地,实现认知障碍、脑卒中、精神疾病诊治全覆盖。作为脑科学中心的运营方,慧创一方面发挥龙头企业作用,另一方面,运用长期积累的研发资源,主动配合政府推进与首都医科大学宣武医院、清华大学、北京航空航天大学、上海瑞金医院等国内头部科研资源、专家资源的整合、集聚。
同频共振,双向奔赴。市委、市政府对脑科学产业高度重视,在政策供给和要素汇聚方面全力以赴。在产业布局方面,重点推动大健康产业向脑健康领域延伸拓展,发挥慧创近红外脑功能成像和诊疗技术优势,加快布局创新研发、设备制造、临床应用等关联产业。在要素供给方面,以“丹凤朝阳”等人才项目为抓手吸引五湖四海的人才“聚丹”“留丹”;运用产业引导投资手段,对优质的脑机接口企业投早、投长,做耐心资本,陪伴孵化优质脑机接口企业;在北京和上海建立飞地孵化,研发在北京、上海,产业放大在丹阳,通过科技成果转化技术经理人的智力支撑以及项目支持,做到项目招引。在营商环境方面,以企业为主体,充分发挥“店小二”服务精神,成立脑机接口企业服务专班,组织部、经发、科技等部门全部上门服务。
“目前,慧创已经与丹阳本地30多家企业开展供应链合作,我们还协助丹阳引进诸如念通医疗电子科技(丹阳)有限公司这样的脑机接口领军企业落户,带来了产业链的繁荣。”汪待发介绍,未来,丹阳苏慧创脑科学研究中心将通过汇聚一批高端人才、转化一批科技成果、孵化一批科技型中小企业的模式,加快研制具有自主知识产权、安全可控的脑功能障碍疾病诊疗装备,为中国脑健康产业发展提供创新方案。“我们还将全面进军国际市场,让丹阳这座江南小城成为全球脑成像和脑治疗产业高地。”
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