这是成立仅一年多的杭州零磁医疗设备有限公司研发的“多功能心脑磁成像设备”,也是全球首台实现心脑磁信号同步高精度采集的医疗装备。
极弱磁国家重大科技基础设施未来的样子。
零磁体检中心内,一台心磁成像设备可以无创、无辐射地精准检测。
国际零磁科学谷效果图。 零磁谷·科学城指挥部供图
地磁仪器与导航技术创新中心团队成员凝神观察,在极弱磁测量的“无人区”里,用精密仪器捕捉着关乎未来健康与科技突破的细微信号。研究院供图
唯有通过自主创新突破“技术黑箱”,才能将发展命脉牢牢掌握在自己手中。
——中国科学院院士、极弱磁场大科学设施首席科学家房建成
记者 傅凌波 实习生 毛欣欣 文
记者 王毅 摄
在广东省中医院一间检查室里,患者平静躺入一台来自杭州的设备。没有造影剂的顾虑,没有辐射的担忧,仅几分钟,心脏与大脑之间无形的磁场“对话”被同步捕获,化作屏幕上流动的图像。
这是成立仅一年多的杭州零磁医疗设备有限公司(以下简称“零磁医疗”)自主研发的“多功能心脑磁成像设备”,也是全球首台实现心脑磁信号同步高精度采集的医疗装备。
新生企业技术突破的背后,依靠着世界极弱磁研究高地——杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院。
极弱磁,特指因为磁场太弱很难测量到或者无法感知到的磁场。就像零磁医疗设备所捕捉的极弱磁信号,微弱到仅有地球磁场的十亿分之一,却标志着心梗、脑梗等重大疾病的早期预警正从理想照进现实。
杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院,尽管以建设极弱磁大设施为首要任务,但从开始,研究院就锚定了未来产业,要助力生命健康、深空探测、航空航天等领域孵化前沿成果。
这是一条始于杭州、清晰坚定的“科学—技术—产业”创新全链条。在这里,面向未来的基础科学研究正被系统布局,一条条崭新的未来产业赛道正随着大设施的建设同步铺开,在耐心与远见中静待花开。
这一切,始于一位“陀螺院士”对极弱磁场的极致追寻。
他是中国科学院院士,极弱磁场大科学设施首席科学家房建成。过去30多年里,他带领团队专注于攻克“仪器之王”陀螺仪技术,登上了惯性导航的高峰。
“唯有通过自主创新突破‘技术黑箱’,才能将发展命脉牢牢掌握在自己手中。”房建成说。
2008年,他和团队毅然转向一个更为深邃艰难的领域:极弱磁场测量。他们利用先进物理效应潜心钻研,于2019年成功测量到比地球磁场低10至12个数量级的极弱磁场,创造了世界纪录。
这一关键突破,直接推动了极弱磁大设施的构想落地。2020年,大设施启动申报;2023年5月,大设施项目可研报告获得国家发展改革委批复,落户杭州高新区(滨江)的零磁科学谷。
但杭州的谋划,远不止建造一座科学的“象牙塔”。“我们不能把大设施建起来了,但产业没跟上,又被国外‘卡脖子’。”杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院党委书记许金权表示,研究院与杭州的这一共识,催生了一项充满远见的策略——成果转化“沿途下蛋”。
“这意味着,在大设施建设的进程中,要同步将沿途成熟的科技成果及时孵化成现实的产业果实。”许金权说。
2024年8月,零磁医疗作为研究院孵化的第一枚“金蛋”破壳而出。
“我们的团队发现,在屏蔽掉强大的地磁场后,于接近零磁场的环境中,利用量子精密测量技术,能够检测出人体发出的极微弱磁信号。零磁医学正是基于这一原理:从体外测量人体磁场的空间分布,重建内部磁源、呈现磁场图像,进而获取心脏、脑部、神经等器官的功能信息。”它将健康检测从传统的“看结构”推进到“看功能”的新时代,有望破解急性心梗、脑梗等重大疾病早期快速诊断的世界性难题。
“在我们之前,国外连‘零磁医学’对应的英文词汇都没有,我们是在闯真正的‘无人区’。”在许金权看来,这不仅填补了国内的技术空白,更有望为全球重大疾病诊治贡献“中国标准”和“中国方案”。
然而,从原理到产品,道阻且长。据亲历研发过程的研究院科研部部长崔鹤回忆,早期的工程样机为了追求极致的磁屏蔽效果,设计了一个复杂的机械舱盖,却在医院高强度、高频次的使用中频频出现故障。后来为了适应医院紧张的物理空间,团队对设备进行大幅“瘦身”,却又一度影响了部分检测的精度……正是这种近乎偏执的打磨,让零磁医疗设备实现了从成果到产品的关键一跃,取得了医疗器械注册证,心磁图仪对急性心梗的识别率已达95%。
如今,这枚“金蛋”已迸发出强劲的产业动能。据零磁医疗董事长王亚翔介绍,企业年产能力已达100台,正在全国38家顶尖医院开展临床验证与应用,三维零磁成像等新一代设备将在6月上线。
清晰的产业路径已豁然开朗。“全国数千家医院的基础筛查,对应着一个百亿量级的科研设备市场;下一步推动设备成为像CT一样的常规工具,叩开千亿级的临床设备大门。”终极愿景是成为可穿戴设备进入家庭场景,成就一个万亿规模的健康管理市场。“我们的目标,或许会让某些科室的医生将来‘无事可做’,”王亚翔开玩笑说,“但让百姓更健康,才是科技对国家最大的贡献。”
目前,零磁医疗的成功,仅是宏大叙事的第一篇章。研究院早已锁定了第二枚更具想象力的“金蛋”——量子传感产业。
“它可以监测国家电网中细微的电流异常,可以监测城市地下管网是否有泄漏,还能感知地质结构的微小形变,用于灾害预警。”据许金权透露,研究院孵化的第二家企业杭州衡旋量子有限公司已于去年成立,将在电力、地质等国家战略领域复制全链条创新的成功模式。
放眼更广阔的版图,在钱塘江南岸,规划面积37平方公里的杭州江南科学城正起势成型,其核心区“C”位“零磁科学谷”建设正加速推进。这里规划了交叉研究平台与产业区,大型磁屏蔽空间技术、芯片化量子传感器工艺等平台已相继启动。它不仅是未来大科学装置的家园,更是“沿途下蛋”策略的核心孵化器,旨在持续孕育从原始创新中破土而出的新兴产业。
这一切雄心,深植于国家“十五五”规划将量子科技列为新增长点的战略土壤,也与杭州加快打造更高水平创新活力之城的战略布局紧密契合。
“十四五”期间,杭州在整个国家的创新体系中实现了急速的跃升:短短几年内,杭州国家实验室、大科学装置、国际大科学计划实现从无到有的历史性跨越,“1+2+33+7+N”的高能级科创平台矩阵蔚然成型,正成为杭州锻造新质生产力、奔向全球创新策源地的核心引擎。
从医院中捕捉的微弱心跳,到钱塘江畔崛起的科学重器,再到“沿途下蛋”模式催生的产业星火——杭州的故事,讲述的不仅是一项技术的产业化之路。这更是一座城市以非凡的战略耐心与系统思维,将最前沿的科学发现,深植于自身发展的基因与土壤之中。
那被成功捕获并破译的极弱磁,既是守护万千生命的健康律动,也是一座志在赢得未来的城市,所发出的最坚定、最强韧、最富活力的时代心跳。
这心跳,正与杭州加快打造更高水平创新活力之城的壮阔征程同频共振,清晰,有力,澎湃向前。