尖端醫(yī)療設(shè)備皇冠上的“明珠”，核磁共振技術(shù)突破國(guó)外封鎖！

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）長(zhǎng)期以來，醫(yī)院中檢測(cè)心血管、神經(jīng)、腫瘤等多種重大疾病，都需要依靠核磁共振儀來進(jìn)行影像診斷。但對(duì)于普通人而言，一次核磁共振便需要花費(fèi)600-800元，貴的甚至上千元，價(jià)格不菲。而這一項(xiàng)時(shí)間不長(zhǎng)的檢測(cè)項(xiàng)目，收費(fèi)如此昂貴，也讓不少人認(rèn)為不太合理。

但事實(shí)上，檢測(cè)收費(fèi)昂貴并非是醫(yī)院的本意，而是儀器本身價(jià)格昂貴，從國(guó)外進(jìn)口一臺(tái)核磁共振儀便需要花費(fèi)數(shù)千萬元。對(duì)于小醫(yī)院而言，一年的利潤(rùn)可能都不夠買一臺(tái)核磁共振儀，并且每年使用次數(shù)有限，自然無法攤低成本。不過近期，隨著國(guó)產(chǎn)核磁共振儀的量產(chǎn)，有望惠及所有需要的用戶。

核磁共振技術(shù)突破國(guó)外封鎖

在醫(yī)療領(lǐng)域中，核磁共振儀被譽(yù)為“尖端醫(yī)療設(shè)備皇冠上的明珠”，對(duì)心腦血管、神經(jīng)和腫瘤等多種重大疾病影像診斷有重大意義。但在過去，這些高端設(shè)備幾乎長(zhǎng)期被國(guó)際醫(yī)療巨頭所壟斷，如通用電氣、飛利浦、西門子，這三家也被簡(jiǎn)稱為GPS。

早在上世紀(jì)90年代，美國(guó)商務(wù)部便已經(jīng)指出，儀器儀表只占工業(yè)總產(chǎn)值的4%，但它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響超過60%。但如此重要的產(chǎn)業(yè)，中國(guó)卻長(zhǎng)期依賴于進(jìn)口。

數(shù)據(jù)顯示，過去十年，中國(guó)對(duì)國(guó)外高端儀器的依賴不減反增，我國(guó)每年進(jìn)口近千億美元儀器設(shè)備，僅次于石油和半導(dǎo)體。以核磁共振儀為例，全世界只有飛利浦、西門子等少數(shù)幾家公司能提供。也讓我國(guó)每百萬人核磁共振設(shè)備的人均保有量，還不及美日的20%。

核磁共振儀的原理其實(shí)并不復(fù)雜，它通過釋放強(qiáng)大磁場(chǎng)，促使人體中的氫原子發(fā)生運(yùn)動(dòng)，并接收這一過程的電磁波信號(hào)，再將信號(hào)轉(zhuǎn)換為圖像顯示出檢查部位的當(dāng)前狀況，幫助醫(yī)生判斷器官是否有病變。

與此同時(shí)，核磁共振儀一旦開機(jī)，便不能關(guān)閉，因?yàn)閮x器內(nèi)部的磁場(chǎng)需要在極低的溫度下才能維持工作，意味著需要補(bǔ)充大量液氮。如果機(jī)器不慎中途關(guān)機(jī)，里面的液氮因?yàn)楦邷囟舭l(fā)，重新裝滿成本可能需要五六十萬。

不僅如此，如果突然關(guān)機(jī)還容易導(dǎo)致內(nèi)部零部件的損壞。即便很幸運(yùn)沒有出現(xiàn)故障，重新充滿液氮也不是立刻就能使用，而是需要等待幾天讓機(jī)器內(nèi)部的磁力性能慢慢上升到原先的水平才行，這就導(dǎo)致成本居高不下。

雖然原理不復(fù)雜，但核磁共振儀本身涉及零部件眾多、交叉學(xué)科極其繁雜，技術(shù)壁壘極高，與之相關(guān)的研究便有6次獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

國(guó)內(nèi)的核磁共振設(shè)備長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，2018年數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)1800臺(tái)設(shè)備中只有50臺(tái)是國(guó)產(chǎn)的，不足3%。其中成像更精準(zhǔn)、顯示更清晰，能夠更容易幫助醫(yī)生發(fā)現(xiàn)病灶的3.0T高端核磁共振設(shè)備，更是100%依賴于進(jìn)口。

圖源：央視新聞

但在近期，這一現(xiàn)象有所改變，據(jù)央視新聞報(bào)道，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院已經(jīng)在生產(chǎn)線上量產(chǎn)我國(guó)自主研發(fā)的核磁共振儀器，這些量產(chǎn)的儀器也將在不久后出現(xiàn)在醫(yī)院的檢查室內(nèi)。

據(jù)北京大學(xué)深圳醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科副主任技師張輝介紹，我國(guó)自主研發(fā)的核磁共振儀器圖像質(zhì)量不遜色于國(guó)際先進(jìn)的核磁共振儀器生產(chǎn)廠家，但價(jià)格比以前大大地降低，醫(yī)院的醫(yī)療檢查費(fèi)也在逐步地降低，讓國(guó)人更能用得起核磁共振。

從3500萬到300萬，一步步攻克關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

據(jù)央視新聞的報(bào)道，國(guó)內(nèi)目前制造的核磁共振儀器可以獲得人體的全身影像，不僅分辨率更高，還加速了成像速度。

據(jù)中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院醫(yī)工所副所長(zhǎng)李燁透露，過去核磁共振就像拍照片一樣，是一張一張的，只要一動(dòng)就會(huì)拍糊。如今國(guó)產(chǎn)的核磁共振儀有了快速成像之后，組織動(dòng)也不怕，甚至醫(yī)生可以看到它動(dòng)的過程。

圖源：央視新聞

想要制造出核磁共振儀并不是一件簡(jiǎn)單的事，尤其是其中幾個(gè)重點(diǎn)部件的攻關(guān)，比如磁體。想要得到一個(gè)高品質(zhì)的磁體，需要用到多種材料和技術(shù)手段。

首先便需要使用到高品質(zhì)的磁性材料，如超導(dǎo)體用來制造磁體的線圈，要求該材料擁有高的臨界電流密度，以確保在高磁場(chǎng)下的超導(dǎo)性能。同時(shí)還需要精確的加工工藝和裝配技術(shù)，來確保磁體能夠穩(wěn)定工作，并且可以承受極端的溫度與壓力。并且，磁體的設(shè)計(jì)和制造也需要考慮許多其他因素，如磁體的形狀和尺寸、磁場(chǎng)的均勻性、磁場(chǎng)的穩(wěn)定性等等。

核磁共振儀分為1.5T和3.0T兩類，通常而言分辨率越高的儀器就需要強(qiáng)度越大的磁場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)越大，獲得的圖片越清晰，因此3.0T要比1.5T的圖像更清楚。

而1.5T所產(chǎn)生的磁場(chǎng)大約相當(dāng)于地球磁場(chǎng)的5萬倍，如此強(qiáng)大的磁場(chǎng)，通過穿透人的身體內(nèi)部，就能夠看到人體骨骼、血管、神經(jīng)發(fā)生了哪些變化。因?yàn)榇艌?chǎng)本身沒有放射性，所以這種檢查對(duì)人體沒有傷害，但也能夠看到其潛在的技術(shù)難度有多大。

2007年，從國(guó)外歸來的深圳先進(jìn)院副院長(zhǎng)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)獲得者鄭海榮開始生物醫(yī)學(xué)影像團(tuán)隊(duì)，部署研究磁共振成像等前沿技術(shù)。2011年，上海聯(lián)影醫(yī)療正式啟動(dòng)了高場(chǎng)人體磁共振系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目，深圳先進(jìn)院作為技術(shù)股東加入，生物醫(yī)學(xué)影像團(tuán)隊(duì)在其中承擔(dān)了關(guān)鍵任務(wù)。

短短幾年時(shí)間里，深圳先進(jìn)院生物醫(yī)學(xué)影像團(tuán)隊(duì)聯(lián)合企業(yè)、醫(yī)院組成的產(chǎn)研醫(yī)團(tuán)隊(duì)，攻克了快速成像軟件、電子學(xué)、譜儀、射頻功放、射頻發(fā)射接收線圈、梯度功放與梯度線圈、大孔徑磁體等一系列關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)3.0T磁共振系統(tǒng)全部核心部件自主研制。

如今，國(guó)產(chǎn)的高磁場(chǎng)共振成像產(chǎn)品已經(jīng)走入了全國(guó)數(shù)百家醫(yī)院，包括北京協(xié)和醫(yī)院，打破了幾十年來我國(guó)高端醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品市場(chǎng)被國(guó)外壟斷的局面。

有意思的是，過去國(guó)外通用、飛利浦、西門子的高端核磁共振儀器報(bào)價(jià)大概在3500萬一臺(tái)，但隨著國(guó)產(chǎn)核磁共振儀的量產(chǎn)（有消息人士透露價(jià)格只需要300萬左右），國(guó)外廠商開始坐不住了，如西門子、飛利浦等廠商設(shè)備開始直接降至2500萬，甚至還送保養(yǎng)，有的甚至透露只需要600萬便能夠拿到相關(guān)產(chǎn)品。

盡管降價(jià)幅度尚未確認(rèn)是否真實(shí)，但國(guó)外的核磁共振設(shè)備在降價(jià)卻是不爭(zhēng)的事實(shí)，也表明國(guó)產(chǎn)核磁共振給了他們的大地壓力，側(cè)面證明國(guó)產(chǎn)核磁共振在技術(shù)上打破了封鎖。

寫在最后

在國(guó)內(nèi)決定研發(fā)核磁共振儀之前，國(guó)內(nèi)曾有過這樣一段小插曲。當(dāng)時(shí)被打磁共振中心一臺(tái)機(jī)器損壞，維修工程師拆開后發(fā)現(xiàn)里面設(shè)置了多層密碼，國(guó)內(nèi)的工程師根本無法維修。最后只能致電向海外原廠求助，結(jié)果原廠表示需要先交50萬，然后才會(huì)派人維修，并且還不保證一定能夠修好。盡管感到憋屈，但最后還是選擇了妥協(xié)，交錢維修。

如今，隨著國(guó)產(chǎn)核磁共振儀的量產(chǎn)，這種情況已經(jīng)一去不復(fù)返了，國(guó)外的機(jī)器不僅不用交錢來維修，甚至廠商還承諾免費(fèi)保養(yǎng)。國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)出了一大批擁有強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力的企業(yè)，如聯(lián)影、東軟、辰光等等，在掃描速度、圖像質(zhì)量上已經(jīng)與國(guó)外比肩，甚至在部分領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了世界領(lǐng)先水平。

當(dāng)然，國(guó)內(nèi)的多數(shù)醫(yī)院仍然在使用國(guó)外廠商的機(jī)器，一方面是因?yàn)閼T性，另一方面也是因?yàn)閲?guó)內(nèi)產(chǎn)品還未被市場(chǎng)廣泛驗(yàn)證，這需要時(shí)間來檢驗(yàn)。就如同當(dāng)年的盾構(gòu)機(jī)，只要技術(shù)過硬，市場(chǎng)自然會(huì)做出選擇。