隨著我國國力的增強(qiáng)，我國各行各業(yè)發(fā)展水平均得到明顯提高。在個別領(lǐng)域，我國甚至處于世界領(lǐng)先地位，如航空航天、高鐵動車、量子信息、特高壓輸電技術(shù)、5G技術(shù)等等，涌現(xiàn)了華為、大疆科技等在世界上處于頭部地位的公司。各個行業(yè)逐漸在告別模仿國外產(chǎn)品的階段，步入自主創(chuàng)新、原始創(chuàng)新的階段。

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當(dāng)前，國家對創(chuàng)新、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)的提倡和重視，也達(dá)到前所未有的程度，提出“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展第一動力"這一重要論斷。和其他行業(yè)一樣，我國的醫(yī)療器械的研制，過去大多數(shù)都是模仿國外產(chǎn)品。欣喜的是，在國家目前戰(zhàn)略及整體發(fā)展趨勢下，近幾年我國原創(chuàng)的醫(yī)療器械不斷涌現(xiàn)，呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢。

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中國心血管醫(yī)師創(chuàng)新俱樂部（CCI）的成立響應(yīng)了國家“雙創(chuàng)戰(zhàn)略”號召，順應(yīng)了行業(yè)發(fā)展趨勢。基于我們對醫(yī)療器械歷史的梳理、對個人器械研發(fā)經(jīng)驗的總結(jié)以及對CCI學(xué)員們研發(fā)產(chǎn)品的跟蹤，本文擬簡述我們對理想醫(yī)療器械的理解。

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我們認(rèn)為一個理想醫(yī)療器械，必須具備以下5大原則：

01

醫(yī)療器械應(yīng)用對象是患者，使用者是醫(yī)生，因此，臨床需求和醫(yī)生的使用體會是至關(guān)重要的。可以說臨床需求是醫(yī)療器械生命力之源，如果一個器械不是臨床所需，或者只是臨床偽需求，那么這個器械功能再強(qiáng)大，設(shè)計再完美，也會成為無源之水、無本之木，陷入沒人使用的境地。?

在斯坦佛大學(xué)創(chuàng)新課程中，提取臨床需求是第一步，且是個詳細(xì)、系統(tǒng)培訓(xùn)的步驟，在整個創(chuàng)新課程中占有很大比重。所謂臨床需求，至少包括兩方面：第一，受眾要足夠多，也就是要有一定患者數(shù)量；第二，是硬需求。有時候有些需求表面看起來像是需要，但是實際上有其他更好替代方案，或者并不是真正臨床痛點，這需要技術(shù)性甄別。?

然而，需求也是有一定彈性的，如果器械足夠安全、效果足夠好、使用足夠方便，有時可以創(chuàng)造出新的需求。提取臨床需求并不簡單，是一個復(fù)雜系統(tǒng)過程，“是一個技術(shù)活”，在CCI培訓(xùn)過程中，我們也重點設(shè)置這樣的課程。醫(yī)療器械一般需要通過醫(yī)生來來使用，部分器械患者自己使用。和其他工業(yè)產(chǎn)品一樣，用戶體驗非常重要。如果一個產(chǎn)品使用繁瑣，學(xué)習(xí)曲線長，將會限制這個產(chǎn)品的推廣。?

02

《道德經(jīng)》曰：“萬物之始，大道至簡，衍化至繁”。醫(yī)療器械和其他工業(yè)產(chǎn)品不一樣，它所應(yīng)用的病人個體及應(yīng)用環(huán)境具有極大的變異度，且無法像汽車、手機(jī)那樣在上市前進(jìn)行大規(guī)模、挑戰(zhàn)性的甚至破壞性的測試（相反醫(yī)療器械臨床試驗都是選擇經(jīng)典的簡單病例），?因此必需以簡潔明了的方法、以不變應(yīng)萬變的方式解決問題，以期待在上市后廣泛應(yīng)用時減少極端事件出現(xiàn)。?

從概率學(xué)去計算，可以來解釋這樣一個原則。假如一個器械每一個部件發(fā)生故障的概率為1%，如果這個器械的有10個部件，那么其發(fā)生故障概率為（1-0.99^10）*100%=9.6%，如果加上這些部件交互作用導(dǎo)致的故障，那么故障率可以遠(yuǎn)高于10%。手術(shù)步驟也是這樣，一個手術(shù)，如果需要步驟越多，犯錯的概率也會越大。

03

?醫(yī)學(xué)原理是一個醫(yī)療器械的創(chuàng)新的方向性問題，如果原理錯誤或者不完美，那么方向就是錯誤的，后面怎么努力就是白費了。當(dāng)然，醫(yī)學(xué)原理提出來后必須由具體的產(chǎn)品（器械）來實施，而研制這樣一個產(chǎn)品，就需要工業(yè)、工程技術(shù)。沒有可靠的工程技術(shù)支撐的醫(yī)學(xué)原理，也僅是不具可行性的創(chuàng)意而已。因此，工程工業(yè)技術(shù)是醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)的基礎(chǔ)條件。?

既往我國醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)落后，很大原因在于我國相關(guān)工業(yè)技術(shù)落后，原材料及加工水平低下，產(chǎn)業(yè)鏈不完整。有創(chuàng)造力的工程師，會根據(jù)成熟的醫(yī)學(xué)原理，采用自己掌握的機(jī)械、工業(yè)原理，設(shè)計出全新的醫(yī)療器械。工程師擔(dān)當(dāng)著產(chǎn)品性能優(yōu)化、系統(tǒng)穩(wěn)定性提高、產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)等環(huán)節(jié)任務(wù)。這個過程中，需要有醫(yī)學(xué)家的參與，給予使用反饋。可見，醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)一定是醫(yī)工結(jié)合的產(chǎn)物。

04

縱觀人類醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展史，就是一部從巨創(chuàng)到微創(chuàng)、從微創(chuàng)到無創(chuàng)的演變史。對微創(chuàng)、無創(chuàng)的追求是醫(yī)療技術(shù)發(fā)展的永恒主題。回顧醫(yī)療器械發(fā)展，支架植入代替冠脈搭橋，腔內(nèi)大支架代替開放性血管外科手術(shù)，腹腔胸腔鏡代替?zhèn)鹘y(tǒng)開腹開胸手術(shù)，內(nèi)鏡下治療、經(jīng)皮穿刺下治療異軍突起等等，無不在演繹著這一規(guī)律。?

當(dāng)前，結(jié)構(gòu)性心臟病為介入心臟病學(xué)發(fā)展最大熱潮，它就是在研發(fā)一些可以用經(jīng)導(dǎo)管微創(chuàng)方法，以替代傳統(tǒng)外科手術(shù)。然而，微創(chuàng)治療和傳統(tǒng)開放性手術(shù)在效果上可能是有些差別，甚至稍遜于它。這是因為：開放性手術(shù)，病變部位是打開、直視下觀察，且局部空間充分，可以完成很多動作，而微創(chuàng)手術(shù)通常在狹小空間、間接影像指導(dǎo)、使用有限的器件下手術(shù)，可能無法完成復(fù)雜的手術(shù)操作和病變干預(yù)，因此在部分技術(shù)和病例中效果可能較傳統(tǒng)開放性手術(shù)差，術(shù)后可能會復(fù)發(fā)。?

此時，技術(shù)的再次干預(yù)性就變成很重要。比如TAVR瓣膜發(fā)生衰敗再TAVR，心律失常射頻消融復(fù)發(fā)再消融，冠脈支架術(shù)后出現(xiàn)新的病變再介入等。如果這些患者再次微創(chuàng)干預(yù)的是可行有效的，那么這樣技術(shù)和醫(yī)療器械才是完美的。

05

一個理想的醫(yī)療器械，必定是科學(xué)和藝術(shù)的完美結(jié)合，必須是具有科學(xué)價值，同時又富有藝術(shù)性。仔細(xì)觀察每一個植入到體內(nèi)的醫(yī)療器械，它的外形必定是流線性設(shè)計、富有美感，這和一些工業(yè)產(chǎn)品有棱有角設(shè)計截然相反。這是因為，去除菱角、流線形設(shè)計可以減少產(chǎn)品在手術(shù)過程中以及植入后對周圍人體組織的損傷，并且流線型設(shè)計在應(yīng)力分布才是均勻的，避免器械植入后局部受力不均發(fā)生斷裂，提高其疲勞耐久性。輸送系統(tǒng)等體外操作系統(tǒng)的流線型設(shè)計也可以提高用戶體驗，符合人體工程學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，而美化、藝術(shù)性設(shè)計可以增加產(chǎn)品觀賞性，提高用戶對產(chǎn)品的好感。?

在醫(yī)療器械研發(fā)創(chuàng)新過程中，往往會驚奇的發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個器械性能達(dá)到最完美時候，也是它的外形也達(dá)到最有美感的時候。其實，人體本身或者人體器官就是科學(xué)和藝術(shù)的完美結(jié)合。植入或者使用在人體的器械，那也需要遵循這一規(guī)律，才可以和人體兼容。?

圖4 ?幾種經(jīng)典醫(yī)療器械外觀

?總之，目前我國醫(yī)療器械的研發(fā)已經(jīng)步入一個新階段，創(chuàng)新正逐漸成為主旋律。這就要求行業(yè)人士要轉(zhuǎn)變思維，掌握醫(yī)療器械研發(fā)的背后存在規(guī)律，更加重視醫(yī)學(xué)端在醫(yī)療器械創(chuàng)新網(wǎng)中作用。本文提出的醫(yī)療器械研發(fā)創(chuàng)新的五大黃金法則，是我們團(tuán)隊深層次的總結(jié)和思考，可為行業(yè)醫(yī)療器械研發(fā)提供重要參考。