尖端医疗设备皇冠上的“明珠”，核磁共振技术突破国外封锁！

电子发烧友网报道（文/黄山明）长期以来，医院中检测心血管、神经、肿瘤等多种重大疾病，都需要依靠核磁共振仪来进行影像诊断。但对于普通人而言，一次核磁共振便需要花费600-800元，贵的甚至上千元，价格不菲。而这一项时间不长的检测项目，收费如此昂贵，也让不少人认为不太合理。
 
但事实上，检测收费昂贵并非是医院的本意，而是仪器本身价格昂贵，从国外进口一台核磁共振仪便需要花费数千万元。对于小医院而言，一年的利润可能都不够买一台核磁共振仪，并且每年使用次数有限，自然无法摊低成本。不过近期，随着国产核磁共振仪的量产，有望惠及所有需要的用户。
 
核磁共振技术突破国外封锁
 
在医疗领域中，核磁共振仪被誉为“尖端医疗设备皇冠上的明珠”，对心脑血管、神经和肿瘤等多种重大疾病影像诊断有重大意义。但在过去，这些高端设备几乎长期被国际医疗巨头所垄断，如通用电气、飞利浦、西门子，这三家也被简称为GPS。
 
早在上世纪90年代，美国商务部便已经指出，仪器仪表只占工业总产值的4%，但它对国民经济的影响超过60%。但如此重要的产业，中国却长期依赖于进口。
 
数据显示，过去十年，中国对国外高端仪器的依赖不减反增，我国每年进口近千亿美元仪器设备，仅次于石油和半导体。以核磁共振仪为例，全世界只有飞利浦、西门子等少数几家公司能提供。也让我国每百万人核磁共振设备的人均保有量，还不及美日的20%。
 
核磁共振仪的原理其实并不复杂，它通过释放强大磁场，促使人体中的氢原子发生运动，并接收这一过程的电磁波信号，再将信号转换为图像显示出检查部位的当前状况，帮助医生判断器官是否有病变。
 
与此同时，核磁共振仪一旦开机，便不能关闭，因为仪器内部的磁场需要在极低的温度下才能维持工作，意味着需要补充大量液氮。如果机器不慎中途关机，里面的液氮因为高温而蒸发，重新装满成本可能需要五六十万。
 
不仅如此，如果突然关机还容易导致内部零部件的损坏。即便很幸运没有出现故障，重新充满液氮也不是立刻就能使用，而是需要等待几天让机器内部的磁力性能慢慢上升到原先的水平才行，这就导致成本居高不下。
 
虽然原理不复杂，但核磁共振仪本身涉及零部件众多、交叉学科极其繁杂，技术壁垒极高，与之相关的研究便有6次获得诺贝尔奖。
 
国内的核磁共振设备长期依赖进口，2018年数据显示，国内1800台设备中只有50台是国产的，不足3%。其中成像更精准、显示更清晰，能够更容易帮助医生发现病灶的3.0T高端核磁共振设备，更是100%依赖于进口。
 

图源：央视新闻

 
但在近期，这一现象有所改变，据央视新闻报道，中国科学院深圳先进技术研究院已经在生产线上量产我国自主研发的核磁共振仪器，这些量产的仪器也将在不久后出现在医院的检查室内。
 
据北京大学深圳医院医学影像科副主任技师张辉介绍，我国自主研发的核磁共振仪器图像质量不逊色于国际先进的核磁共振仪器生产厂家，但价格比以前大大地降低，医院的医疗检查费也在逐步地降低，让国人更能用得起核磁共振。
 
从3500万到300万，一步步攻克关键节点
 
据央视新闻的报道，国内目前制造的核磁共振仪器可以获得人体的全身影像，不仅分辨率更高，还加速了成像速度。
 
据中国科学院深圳先进技术研究院医工所副所长李烨透露，过去核磁共振就像拍照片一样，是一张一张的，只要一动就会拍糊。如今国产的核磁共振仪有了快速成像之后，组织动也不怕，甚至医生可以看到它动的过程。

图源：央视新闻

 
想要制造出核磁共振仪并不是一件简单的事，尤其是其中几个重点部件的攻关，比如磁体。想要得到一个高品质的磁体，需要用到多种材料和技术手段。
 
首先便需要使用到高品质的磁性材料，如超导体用来制造磁体的线圈，要求该材料拥有高的临界电流密度，以确保在高磁场下的超导性能。同时还需要精确的加工工艺和装配技术，来确保磁体能够稳定工作，并且可以承受极端的温度与压力。并且，磁体的设计和制造也需要考虑许多其他因素，如磁体的形状和尺寸、磁场的均匀性、磁场的稳定性等等。
 
核磁共振仪分为1.5T和3.0T两类，通常而言分辨率越高的仪器就需要强度越大的磁场，场强越大，获得的图片越清晰，因此3.0T要比1.5T的图像更清楚。
 
而1.5T所产生的磁场大约相当于地球磁场的5万倍，如此强大的磁场，通过穿透人的身体内部，就能够看到人体骨骼、血管、神经发生了哪些变化。因为磁场本身没有放射性，所以这种检查对人体没有伤害，但也能够看到其潜在的技术难度有多大。
 
2007年，从国外归来的深圳先进院副院长、国家科学技术进步奖一等奖获得者郑海荣开始生物医学影像团队，部署研究磁共振成像等前沿技术。2011年，上海联影医疗正式启动了高场人体磁共振系统研发项目，深圳先进院作为技术股东加入，生物医学影像团队在其中承担了关键任务。
 
短短几年时间里，深圳先进院生物医学影像团队联合企业、医院组成的产研医团队，攻克了快速成像软件、电子学、谱仪、射频功放、射频发射接收线圈、梯度功放与梯度线圈、大孔径磁体等一系列关键核心技术，实现3.0T磁共振系统全部核心部件自主研制。
 
如今，国产的高磁场共振成像产品已经走入了全国数百家医院，包括北京协和医院，打破了几十年来我国高端医学影像产品市场被国外垄断的局面。
 
有意思的是，过去国外通用、飞利浦、西门子的高端核磁共振仪器报价大概在3500万一台，但随着国产核磁共振仪的量产（有消息人士透露价格只需要300万左右），国外厂商开始坐不住了，如西门子、飞利浦等厂商设备开始直接降至2500万，甚至还送保养，有的甚至透露只需要600万便能够拿到相关产品。
 
尽管降价幅度尚未确认是否真实，但国外的核磁共振设备在降价却是不争的事实，也表明国产核磁共振给了他们的大地压力，侧面证明国产核磁共振在技术上打破了封锁。
 
写在最后
 
在国内决定研发核磁共振仪之前，国内曾有过这样一段小插曲。当时被打磁共振中心一台机器损坏，维修工程师拆开后发现里面设置了多层密码，国内的工程师根本无法维修。最后只能致电向海外原厂求助，结果原厂表示需要先交50万，然后才会派人维修，并且还不保证一定能够修好。尽管感到憋屈，但最后还是选择了妥协，交钱维修。
 
如今，随着国产核磁共振仪的量产，这种情况已经一去不复返了，国外的机器不仅不用交钱来维修，甚至厂商还承诺免费保养。国内也涌现出了一大批拥有强大技术实力的企业，如联影、东软、辰光等等，在扫描速度、图像质量上已经与国外比肩，甚至在部分领域已经实现了世界领先水平。
 
当然，国内的多数医院仍然在使用国外厂商的机器，一方面是因为惯性，另一方面也是因为国内产品还未被市场广泛验证，这需要时间来检验。就如同当年的盾构机，只要技术过硬，市场自然会做出选择。