行業|他們花了600萬,打算把「大塊頭」磁共振搬上麵包車!

前言

MRI被稱為現代醫學影像技術皇冠上的明珠。從發現MRI現象、阿波羅登月催生出了MRI技術到MRI技術日趨成熟的這幾十年，MRI在物理、化學、生理學或醫學這三個領域共獲得了6次諾貝爾獎。人們印象中的傳統MRI不僅是個笨重的「大塊頭」，還售價高昂。這些年，隨著技術的成熟以及人們健康意識的增強，出現了很多可移動的磁共振。如，近日，芬蘭 Aalto University宣布啟動一項低成本的車載磁共振成像儀研發項目。項目為期三年，由芬蘭百年技術產業基金會、簡和阿託斯·埃科科基金會資助。三個基金會已向該項目撥款總計750,000歐元（約600萬人民幣）。

一、MRI，現代醫學影像技術皇冠上的明珠

1946年美國史丹福大學物理系Felix Bloch教授和哈佛大學的Edward Purcell教授領導的小組同時獨立發現了MR現象：當處於磁場中的物質受到射頻電磁波的激勵時，如果RF電磁波的頻率與磁場強度的關係滿足拉莫爾方程式，則組成方程式的一些原子核會發生共振；當RF電磁波停止激勵時，吸收了RF電磁波能量的原子核會把這部分能量釋放出來，即發射MR信號；通過測量和分析此MR信號，可得到物質結構中的許多物理和化學信息。

美國史丹福大學物理系Felix Bloch教授和哈佛大學的Edward Purcell教授

20世紀60年代中期，美國宇航局的噴氣推進實驗室為了阿波羅登月計劃開發了一種可以對月球照片進行計算機處理以增強圖像質量的數字圖像處理技術。這種數字圖像處理技術在醫學領域得到了廣泛應用（主要被用來成像和增強影像質量），進而催生出了MRI技術。

           

美國宇航局的噴氣推進實驗室

1977年美國紐約州立大學的達馬迪安等製成了人類歷史上第一臺全身MRI設備，並於1977年7月3日取得了第一幅橫斷面質子密度圖像。達馬迪安使用「敏感點」方法對MR信號進行空間定位。這是基於鞍形磁場，其中心處只有很小的體積與RF脈衝的諧振頻率匹配。患者的身體以矩形模式進行物理移動，直到獲得所有像素的信號為止。達馬迪安將他的成像方法稱為「場聚焦NMR」或FONAR，並成立了第一家生產臨床MR的公司。很快，人們意識到以場為中心的方法對於常規的臨床成像而言太慢且笨拙，因此在後續版本的掃描儀中使用的是勞特伯和豪斯菲爾德（CT的發明者）的方法——斷層投影成像法。

第一幅橫斷面質子密度圖像

二、把MRI搬上麵包車，靠譜嗎？

磁共振成像儀可以分為硬體和軟體兩部分。硬體包括主磁體系統、梯度系統、射頻系統、計算機系統和其他輔助設備。軟體包括計算機系統的作業系統和應用軟體等。Aalto University預想這款磁共振成像儀能「搬」上麵包車，於是主磁體採用了低場永磁體。

說到這，不得不補充一下永磁體的優點：磁場比較穩定，壽命長，沒有明顯的磁場損失；不需要連續電流供應，消耗的功率較少，磁體不會產生熱，不需液氦冷卻，維護費用少；雜散場小，可裝在相對小的空間內；易做成開放式磁體，對小孩、幽閉症患者非常友好，而且開放式MR是開展介入MR的重要條件；永磁型MR系統構造簡單，整機價格相對便宜。

研究人員表示，雖然低場磁共振的影像質量比不上高場磁共振，但也能滿足很多疾病的診斷，如用於診斷肺炎、上頜竇炎、內出血、膿腫、積液等炎症類疾病。研究人員希望儘快開始原型機的測試，並尋找除了用於醫療之外的應用場景，如大健康領域，用於健身房測體脂。

三、可移動的磁共振們

1、車載磁共振

到目前為止，稀寶博為、華海高聖、奧泰醫療、顯浩醫療等都推出了大型貨車車載磁共振。這些車載磁共振能夠應急處理各種突發醫療事故，也能開進社區篩查疾病。

2、方艙磁共振

2020年4月方艙磁共振交付包鋼三醫院使用。該設備能夠將患者的醫學影像實時上傳到雲平臺，實現遠程會診。

方艙磁共振

據了解，這款方艙磁共振由兩個2.5米×6米的貨櫃組成，以稀土永磁磁共振為核心，輔以其他先進醫療急救設備設施，除了具有靈活機動、安裝方便、覆蓋範圍廣、急速篩查診治等優勢外，還能夠藉助同步配置的稀寶瑞雲智能醫學影像雲平臺，實現將患者檢查的醫學影像實時上傳，並通過網際網路傳輸進行遠程會診，可以有效緩解超導核磁共振運營緊張，需要提前預約的壓力，替代部分體檢功能，降低患者就醫成本。這款方艙磁共振是依據方艙醫院建設思路而特別設計的一款新產品，在縣域醫院、抗疫救災、野戰救護等領域有很大推廣空間。

3、POC 磁共振

目前，Aspect Imaging、Synaptive Medical和Hyperfine均有推出POC 磁共振，可用於急診科、ICU以及農村地區或資源匱乏地區。

Hyperfine，首臺獲得FDA批准上市的POC磁共振

2020年2月12日，由Hyperfine公司開發的世界上首款POC磁共振系統Hyperfine獲得了美國FDA批准上市。Hyperfine系統寬3英尺(約0.92米)，高5英尺(約1.53米)，重量只有傳統磁共振的近十分之一，使用GPU計算信息處理技術，採用永磁體，場強為0.064 T（磁場比目前標準的磁共振少20-40倍），功耗減少35倍，可以在開放的環境下工作，不需要特殊屏蔽，通過無線平板電腦控制操作。Hyperfine的主要應用場景為急診科、ICU以及農村地區或資源匱乏地區。FDA批准Hyperfine用於2歲以上患者的頭部成像。常規MRI成像需等15個小時，而Hyperfine無須等待。

四、磁共振的未來發展方向

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根據Fortune Business Insights發布的最新研究報告，到2025年底，全球MRI市場將有千億容量。而根據中國醫學裝備協會發布的最新數據，我國MRI設備53%的產品是進口設備，外資企業境內生產佔比13%，本土企業境內生產佔比只有27%。截止到2017年底，國內在磁共振配置總量中以1.5T磁共振為主。1.5T磁共振作為高場強磁共振設備，可完成血管造影、神經病學、心臟病學檢查等多種臨床應用，尤其適用於前列腺疾病、腦膜炎、肌肉骨骼系統疾病、糖尿病、心血管病等疾病的早期定性分析和治療規劃。

1、技術突破

國產品牌進入MRI市場約 10 年，根據國家市場監督管理總局數據顯示，我國MRI生產批文共185個。目前國產的超導磁共振整機廠家有東軟、朗潤、聯影、奧泰、安科、萬東等，其中只有聯影和奧泰用的是自研磁體。

2、技術創新

超導磁體需液氦保持超導環境，液氦費用高；需不斷電運行；年修護費用高於 30 萬。2018年「GPS」相繼推出了少液氦的超導磁共振。2019年國內的鑫高益推出了一臺100%無液氦超導磁共振。

3、加強售後服務

目前，磁共振設備臨床應用領域亟須加強專業人才培訓。尤其是基層醫務人員在使用磁共振設備上存在明顯的技術短板。建議企業在拓展基層磁共振設備市場的同時，還要給予更多的技術支持。

結語

在個性化診療的精準醫療時代，各種移動磁共振的出現表明了現在診療方式已經從「患者圍繞著設備轉」到「以患者為中心」，更表明了即時護理成像的未來已經到來！一場腥風血雨的磁共振革命即將掀起。