第五章 医学装备技术聚焦专题
主要内容：介绍年度热点话题，包括行业现状及发展趋势。
第一节 质子重离子治疗
一、质子重离子治疗技术
（一）质子重离子治疗原理
质子是指氢原子剥去电子后带有正电荷的粒子。重离子即为碳、氖、硅等原子量较大的原子核或离子。质子重离子治疗(proton heavy ion therapy)就是通常说的“质子刀和“重离子刀”，是运用质子或重离子射线治疗肿瘤的一种手段。
质子重离子治疗的原理是将带正电荷的质子或碳离子等重离子加速至光速的2/3(21万公里/秒)后，通过束流传输系统引至治疗室，并通过治疗头照射肿瘤靶区。质子重离子治疗与高能光子治疗的差别在于光子束的能量随着入射体内的深度而下降，即从皮肤表层下一定深处到肿瘤靶区前方的正常组织所受到的放射剂量高于肿瘤靶区的剂量，而位于肿瘤周边的组织也不可避免地受到照射；而质子重离子束射入人体后剂量释放缓慢上升，并在射程末端释放最高的剂量，形成一个剂量高峰区——布拉格峰(Bragg peak)，峰值过后剂量则急速下降至趋于零。这意味着质子重离子治疗能够让放射剂量集中在肿瘤靶区处，肿瘤前方正常组织所受到的剂量较小，肿瘤后方的组织基本不会受到照射，能够减少肿瘤周围正常组织所受的放射损伤。因此与光子放疗相比，质子重离子治疗能够提高肿瘤靶区剂量，减少正常组织及器官的损伤，提高肿瘤局部控制率，减少放疗相关副作用。
（二）质子重离子治疗系统组成
（三）输送技术
（四）质子重离子治疗获益和适应证
二、国内外质子重离子治疗中心
（一）全球质子重离子中心
截至2018年4月，根据全球粒子治疗联合会(Particle TherapyCo-Operative Group，PTCOG)官网数据，全球已运营的质子重离子中心共73家，其中亚洲23家，中国4家。截至2017年1月，全球正在建设中的质子重离子共45家，亚洲19家，中国9家。计划建设的质子重离子中心全球共有24家，亚洲8家，中国5家。
（二）全球质子重离子治疗患者量
根据PTCOG日前发布的最新数据，截至2016年底，174 512例患者在全球各地的已运营的质子重离子中心接受了治疗，其中接受质子治疗的患者149 345例，占总数的85.6%，接受碳离子治疗的患者21 580例，占总数的12.4%，其余患者接受了包括He离子、Pion离子和其他离子治疗。
（三）我国质子重离子中心
截至2017年10月19日，通过互联网搜索“质子”、“质子中心”、“质子治疗”、“重离子”四个关键词，并对检索结果进行汇总整理，统计得到目前我国质子重离子项目75个，其中已运营项目3家，在建项目14个，拟建项目58个。
三、国内外质子重离子治疗系统设备供应商
（一）国外质子重离子治疗系统设备供应商
目前国外共有16家质子重离子治疗系统设备供应商，其中11家是建造设备主体的厂商，包括9家质子治疗系统设备商、1家重离子治疗系统设备商以及1家质子重离子治疗系统设备商。另有5家主要开发质子重离子治疗计划系统以及建造治疗系统的其他配件。
（二）国内质子重离子治疗系统设备供应商
目前国内有9家单位正在进行医用粒子线的自主研发工作。
四、质子重离子治疗科研
（一）全球科研情况
（二）全球质子治疗临床试验汇总分析
五、质子重离子治疗技术发展趋势
（一）治疗系统小型化
（二）治疗计划系统的发展趋势
（三）质子重离子治疗技术展望
六、质子重离子治疗保险现状
（一）美国肿瘤放射治疗协会新版质子治疗保险报销指导意见
（二）国内质子重离子治疗保险报销现状
七、我国质子重离子治疗发展的机遇与挑战
（一）我国质子重离子治疗发展机遇
（二）我国质子重离子治疗发展面临挑战
第二节 放射治疗装备的主要技术进展与应用
一、放射治疗装备的主要技术进展
从伽马刀、Tomotherapy、射波刀、医用直线加速器等已在我国开展临床应用的放射治疗(radiotherapy)设备，探讨放射治疗行业主要装备技术进展。
（一）伽马刀
近年来，伽马刀(Gamma knife)行业围绕国家政策、市场变化，临床需求变化及放射治疗技术发展，出现了许多新的技术进展。这些技术进展至少包含四个维度：①无创放射外科在头部伽马刀的临床应用及技术发展；②实时图像引导(real-time IGRT)在体部立体定向放射治疗专用伽马刀的应用与发展；③多模式融合带来的无限可能；④基于大数据与人工智能的精准放疗下的智能伽马刀。
（二）TomoKnife主要技术进展
2003年，第一代Tomotherapy Hi-Art，首次应用于临床，并于2007年进入中国。它将精确的螺旋CT扫描与放射治疗设备结合在一起，使治疗计划、患者摆位和治疗过程融为一体。6MV的直线加速器安装在特制的CT滑环机架上360度旋转，通过机架的旋转和床的运动，采用二元式气动多叶光栅形成扇形束，伴随机架和床的持续运动，通过对叶片开关时间的调节实现调强放疗。同时，兆伏级的CT成像系统获得靶区的三维图像、追踪靶区的位置、实现图像引导放疗。
（三）射波刀主要技术进展
（四）瓦里安公司主要技术进展
（五）医科达放射治疗和立体定向放射治疗技术
（六）联影医疗主要技术进展
二、我国放射治疗装备应用现状分析
（一）伽马刀应用现状
（二）TomoKnife应用现状
（三）射波刀应用现状
第三节 快速检测技术在基层医疗机构的应用现状及未来展望
一、背景
（一）基本概述
（二）POCT在中国的发展推广应用
由于高新技术的发展和医学科学的进步，检验医学同样有了突飞猛进的进展，医学检验模式从手工、操作复杂、远离患者现场和自动化的同时另一方面向简单化、接近患者现场的模式发展满足了集中化和分散化的双方面的需求。POCT正是检验医学发展新趋势的产物。POCT因其实验仪器小型化，操作简单化、结果报告及时化受到人们的青睐。POCT因携带方便、操作方便、结果及时可靠，能满足人们对自身健康状况的了解，也满足了医生希望尽快得到患者信息的需求，因此即时即地可得的所谓POCT成为现代检验医学的发展方向。
二、POCT在基层医疗机构的应用
（一）基层医疗机构对POCT的需求
（二）实际应用案例
（三）应用模式
三、存在的问题及解决对策
（一）法律法规与现状的关系
（二）需要建立完善的质量控制管理体系
（三）价格体系不完善
（四）数据孤岛，信息不能互联互通
四、未来发展趋势及展望
（一）规范化管理促进POCT技术推广
（二）国产化、定量化、基层化是中国特色POCT产业发展的大趋势
（三）POCT基层医疗机构应用展望
第四节 医疗机器人产业发展现状及未来趋势
医疗机器人作为创新型智能医疗设备能够满足人们对优质医疗服务的需求，能够帮助更好应对全球老龄化引起的医疗资源不足等问题，是世界各国关注的热点。近年来，国际上医疗机器人产业和市场已初具规模，而我国医疗机器人产业尚处于起步阶段，与发达国家相比有一定差距。但从未来发展趋势看，由于医疗需求持续增长，市场潜力巨大，我国医疗机器人产业将会呈爆发式增长态势。
一、医疗机器人市场发展现状
目前，医疗机器人已囊括手术机器人、诊疗（诊断、介入、放疗、胶囊）机器人、康复（助老）机器人、运送与护理机器人等子领域。
（一）手术机器人市场发展现状
（二）康复机器人市场发展现状
二、医疗机器人产业未来展望
（一）世界范围内医疗机器人市场发展预测
（二）我国医疗机器人市场发展预测
第五节 人工智能医学装备技术发展现状与趋势
现代综合科技与计算机、移动互联网技术的融合发展催生人工智能（artificial intelligence,AI），并迅速发展；AI技术与医学结合又派生出一个新的产品领域——AI医学装备技术，而后者运用到医疗健康流程中，转化为AI医疗健康新医学模式。AI医学装备技术的发展对卫生健康事业和健康产业将产生双重影响。
AI的整体研究目标可归结为创造出允许计算机和机器以集成人类智慧的方式运行的技术，研究内容包括推理、知识、规划、学习、自然语言处理（沟通）、感知以及移动和操纵对象的能力。AI应用在航空、工业制造、航海、家庭服务以及管理等领域已展示了诸多优势。AI医疗健康产品的研发、生产成为新兴产业，推向市场的AI医学装备也将对现有医学装备市场及医疗服务的格局产生影响。AI医学装备与医学事业的相互作用，在从整体上促进人类医疗、预防以及保健水平的同时，更应注意其在改变传统的医学模式、医学理念、医疗行为等方面的作用，有学者认为未来的医学时代是AI诊疗。因此，有必要对AI医学装备技术发展的现状、热点领域及其特点、规律与趋势进行研究，为推进AI医疗健康行业的发展提供参考。
一、AI的发展与学科形成
（一）AI的发展简史
（二）AI学科的形成与核心学科
二、AI医学装备技术的发展现状与趋势
（一）材料与方法
以“人工智能”和“AI”分别组合“医学装备”“医疗设备”“医疗器械”及“医”，以多重检索策略对中国知网（CNKI）、万方数据知识服务平台（WANFANG DATA）维普期刊资源整合服务平台（VIP）进行文献检索，时限设2008年1月1日至2017年12月31日。下载样本文献结合文献评阅提取关键词，做常规文献计量学分析。提取统计关键词频次，根据累积频次设定阈值截取高频关键词，构建词-篇共现矩阵，采用gCluto图形聚类工具包进行双聚类可视化分析。根据文献计量学及聚类可视化分析结果，结合文献评阅，分析我国期刊AI技术在医学装备领域研究与报道的热点专题。
