全球首臺可旋轉的雙姿態核磁共振成像儀有望落戶寧波諾丁漢大學

眼下，全球液氦價格持續飆升。作為核磁共振超導磁體的理想冷凍氣體，液氦在核磁共振成像儀（MRI）的用量佔用了全球氦氣供應的近25%。然而自然界中氦資源含量極微，氦已然是重要的戰略資源，全球氦資源中國僅有0.2%。因此，近年來全球各大科研機構和磁共振生產廠家都不遺餘力探索研發少液氦乃至無液氦超導MRI系統。

令我們振奮的是，近日，由寧波諾丁漢大學、寧波高思超導技術有限公司、鑫高益醫療設備股份有限公司、浙江大學醫學院第一附屬醫院、中國科學院大學寧波華美醫院聯手攻堅的2019年科技部重點項目「1.5T無液氦低溫超導磁體技術研發」取得階段性突破。

「我們成功研發了1.5T-Alpha全身型無液氦超導磁體，現已穩定運行了一年，證明了該技術的可行性」，項目課題負責人，寧波諾丁漢大學醫學影像中心主任王成波說，這臺超導MRI磁體以成本低、安全性高的銅帶代替了原來的冷媒液氦，通過直接傳導冷卻技術製冷。團隊自主開發了無液氦磁體結構設計、超導開關設計、超導結頭設計、冷卻網絡設計等關鍵核心技術，使得醫用MRI系統徹底擺脫了對液氦的依賴。

按照測算，五年內，如替換常規磁體，可節省60億元液氦費用。項目成功後磁體預期銷售收入約6億元，MRI預期銷售收入約5億元。

王成波介紹，在整個項目中，寧波諾丁漢大學承擔的主要課題是無液氦MRI創新新需求和新應用研發。隨著全身型無液氦超導磁體的研發成功，一系列原來受困於液氦物理性能的MRI研究將有諸多新的突破。比如可移動MRI，站姿下多器官MRI的受力態成像等等。

「原來我們只能以躺臥姿進行磁共振掃描，無液氦冷卻技術壁壘的突破使得磁體旋轉成為可能。」他提到，站立姿下的MRI成像在血流灌注、脊柱成像等領域的臨床研究上有突出的意義，如常見的「椎間盤突出」的站立姿MRI評估。此外，新冠肺炎主要攻擊肺部，這臺可旋轉的MRI與超極化惰性氣體MRI結合也將為肺部疾病的診斷和愈後評估提供全新的理解和新的研究視野。

目前團隊正在全力研發一套1.5T可旋轉雙姿態（躺臥姿或站姿）無液氦MRI，這應該是世界上第一臺臨床可用的全身型可旋轉MRI。這臺機器有望在明年落戶寧諾，與中心現有的MRI設備形成研究矩陣。「諾丁漢大學醫學影像中心聞名世界，其創始人彼得·曼斯菲爾爵士建立歐洲第一臺全身型MRI，於2003年分享了諾貝爾醫學獎。我們也希望跟隨前輩的腳步，在寧波分中心為MRI的發展做出一份貢獻。」

據悉，王成波和他帶領的團隊還在研發可移動部署MRI。無液氦MRI磁場可以輕易地開啟或關閉、不需要失超管、無爆炸危險，這意味著它可以在狹小或封閉的環境中安裝和使用，可用於艦載、車載等場景中，這將大幅助推未來移動醫療的發展。

人物名片

王成波，現任諾丁漢大學醫學影像中心寧波分中心主任、寧波諾丁漢大學電氣與電子工程副教授。1999年、2002年在清華大學獲得學士和碩士學位，2007年獲美國維吉尼亞大學生物醫學工程博士學位並任美國費城兒童醫院核磁物理師，2008年任維吉尼亞大學放射系助理教授。在美國時，他曾成功研發出一種新型氦氣彌散核磁共振成像方法，大大推動了肺部哮喘疾病領域的研究。他也因此在第16屆國際核磁共振學會年會上獲得青年科學家臨床醫學獎。這是中國學者首次獲得該獎項。

王成波於2013年回國加入寧波諾丁漢大學。期間，他與中國科學院大學寧波華美醫院建立緊密聯繫，共同推進MRI新技術的臨床應用；與本地MRI製造商寧波鑫高益醫療設備股份有限公司進行密切合作，為企業解決技術難題，培養MRI人才，與企業一起推動醫療MRI裝備在寧波的發展。2018年，他推動諾丁漢大學醫學影像中心建立寧波分中心，領銜開展超級化惰性氣體核磁共振、鹽成像、快速食品檢測三大領域的技術創新與應用合作。

文字來源 | Lily Su, Elena Yang

圖片來源 | 王成波

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