医院的核磁共振仪究竟有多厉害?为何能被国外垄断?

2021-01-27 22:22:23 52赫兹实验室

在关乎中国14亿人健康的医院里,很多关键设备都被欧美巨头拿捏得死死的。

就比如说核磁共振仪这个,全世界只有德国布鲁克等少数几家公司能提供。

那么问题来了:

核磁共振仪是什么?

它到底厉害在哪里?

中国能不能造出来?

核磁共振仪简单来说,就是用一个强大的磁场,让身体里的氢原子先排好队再解散,接收这期间的电磁波信号,再给身体内部画像。

磁场?氢原子?

这些都是啥东东?

不急我来具体说说啊。

咱们人体都是由原子构成的,每个原子都有自己的振动频率。由于每个原子周围都有电子环绕,可以看成是一个个小磁铁。

同时人体内水的含量最多,而水又含有大量氢原子。所以呢,核磁共振主要依靠氢原子来成像。

平常咱们人体氢原子都是杂乱无序的排列着,由于各方向磁性抵消,人体整体不体现磁性。但这时候只要外界一施加强磁场,氢原子就会排列的整整齐齐的。

这就好比是广场上的一群大妈,都是杂乱无章的,脸朝着哪个方向的都有。

但是只要大喇叭一响,要开始跳广场舞了,一大群人立刻站的整整齐齐,脸都朝着大喇叭方向。

此时我们加入一个射频脉冲,那么与射频脉冲频率相同的氢原子就产生共振。那么它可能振动幅度大了,方向变了,其它氢原子因为没有共振所以改变很小。

当这个射频脉冲消失后,这些共振的氢原子会慢慢再恢复到原来方向和幅度,这个恢复过程就会有信号发射出来,我们检测这个信号就可以画出人体图像。

就好比大喇叭开始放音乐了,大妈们一个个都开始跳了,而且跳得都很嗨。但是等到音乐一断,大妈们全都泄了气了,节奏就开始慢下来了,又开始变得自由散漫。

是不是听起来好像很简单,但是实际上这是个很复杂的过程。就比如上面得到的信号,我怎么知道它是哪个位置的。

就比如你要在一群广场舞大妈当中,要找到某某大妈,你肯定会通过衣服,长相,或者名字等等来判断。

核磁共振也是一个道理,我们可以对每个声音增加维度坐标,比如X,Y, Z 轴,再逐个画出就得到想要的图像了。

原理看似很简单,那这玩意难点在哪呢?

核磁共振仪有很多组件,而在这其中最难的就是那个磁体,有多难呢?

这么说吧,它需要保持在目标区域中的高磁场和高均匀度。

注意两个关键词:高磁场、高均匀度。

要想实现这两个功能,关键就在超导材料上。

同时呢,在提供稳定磁场的主磁体之外,还有调节均匀度的匀场线圈,还有射频线圈。除此之外,还有主磁体和匀场线圈相关的低温配套设施。

所以呢,磁体占核磁共振仪成本的一半左右是有一定道理的,并且分辨率越高的机器,就需要越大的磁场,场强越大获得的图片越清晰。

就比如说医院常见得核磁共振有1.5T和3.0T两类,这里的T是磁场强度的单位,中文叫特斯拉,还有一个评价磁场强度的单位是高斯。

1特斯拉=10000高斯。

那么1高斯有多强呢?

以我们熟悉的地球为例,地球是有地磁的。在赤道附近的磁场强度是0.3高斯,北极是0.7高斯。

所以对于1.5T的磁共振设备来说,设备的磁场强度是地球磁场的5万倍!

那这么大的磁场对人体有没有影响?

事实上,磁共振成像方法并无任何放射性,完全不必担心磁共振检查会对身体有什么辐射损伤。

但是由于磁体设计的特殊性、工艺的复杂性,需要强大的综合工程技能,技术门槛很高。

目前医用核磁共振仪的价格在人民币350到3500万左右,当然了,这仅仅是机器的价格,还有医护人员工资,电费,维护费等等。

反观国产磁共振:

虽然我们在1.5T磁共振这个档次基本实现了普及,但是在3.0T及高场强领域,核心技术主要掌握在国外品牌手中。

好在国家已经意识到这个问题,科技部和国家自然科学基金设立重大专项,加码投入,也出现了很多可喜的成果。

比如联影制造出来的3.0T探索磁共振,打破国外长达多年的垄断,实现了核心部件的自主研发,并拥有自主知识产权。

最后小鲸想说:

核磁共振是上世纪80年代发展起来的全新影像检查技术,是继CT后影像行业的又一大进步,被誉为现代医学影像技术皇冠上的明珠。

从全球范围来讲,市场长期被西门子、GE和飞利浦这三大巨头垄断。

就国内而言,由于在技术上,国产高端磁共振设备与国外同类产品相比,仍然存在明显差距,进口品牌仍然占据了我国中高端医疗器械产品的7成左右。

但是随着政策的扶持和技术的进步,国产磁共振将会渐渐崛起,逐步实现进口产品的替代。

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