据7月22日央视新闻频道报道,我国自主研发的核磁共振仪实现量产!社交媒体上一片欢呼“又一颗皇冠上的明珠被中国摘下”,核磁共振对于心脑血管、神经和肿瘤等多种重大疾病影像诊断有重大意义,但长期被国外垄断,此次突破意义相当重大!
然而在国外社交媒体上却遭遇了无情的嘲讽,有国外网友直言表示,中国有氦气吗?要是美国现在断供氦气,中国的核磁共振仪还能开得起来吗?
“皇冠上的明珠”,我国突破国外封锁,已成功开始量产
据央视新闻记者7月22日报道,在中国科学院深圳先进技术研究院的生产线上,正在生产的是我国自主研发的核磁共振仪器,画面中白色的圆柱体就是正在生产中的仪器,经过一系列复杂精密的组装流程以及严格的检测程序后,它将出现在医院的检查室里。
画面一转来到北京大学深圳医院,医学影像科副主任技师张辉对一台大型设备介绍道,这台我国自主研发的核磁共振仪器正在工作。仪器工作的情况,将实时传输到15公里外的中国科学院深圳先进技术研究院。
张辉表示:这台设备的图像质量一点都不逊色于国际先进的核磁共振仪器生产厂家,价格也已经比以前大大地降低,我们医院的医疗检查费相对于以前也在逐步地降低,这对于我们广大人民群众来说,看病的时候花费就会更少了。
此前不久就曾爆出一个核磁共振仪价格暴跌的消息,原本进口价要3000多万,现在连300万都不到,当时还认为只是自媒体自嗨的消息,结果一查证还真有此事,1.5T核磁共振仪以前进口价格是3210万,到2022年国产的293万,再到今年国产的260万,再不降价,进口货已经走投无路了。
核磁共振仪器被誉为“尖端医疗设备皇冠上的明珠”,对于心脑血管、神经和肿瘤等多种重大疾病影像诊断有重大意义,但一直以来生产技术长期被国外封锁。我国自主研发的核磁共振仪器研制成功并开始量产,价格更亲民化,未来核磁共振仪将进入普通医院,一个核磁共振成像要排队等2周甚至更久将成为历史,普通人的全身核磁共振成像作为早期肿瘤等疾病的筛查将成为常态。
核磁共振:究竟是什么样的原理,能对医疗事业产生如此大帮助
核磁共振在医学检查上有着不可替代的地位,原因是它可以提供常用医学检查手段无法企及的人体组织成像,大家都知道,我们日常医疗检查用到的“透视”设备有X光检查、超声检查和CT扫描以及核磁共振,几种检查方式的原理各不相同,大致可以如下这样理解:
X光检查是利用X波段的电磁波穿透能力十分强大的原理,在遭遇人体组织与骨骼以及钙化等密度比较高的组织通过能力不一样来区分,一般骨折以及钙化病灶可以用这种方式,但X光无法检查软组织多种病变,因为X光直接就穿过了,无法有效成像。
超声检查就是一台声波雷达,根据不同组织结构时会形成反射,被超声接收器接收处理后就形成了一副超声图像,使肌肉和内脏器官等软组织可视化,它比X光要适合检查软组织。目前还发展出了三维或者四维彩超,这是利用二维切面扫描后作一些合成手段,可以理解为成像技术的特效。
CT检查设备
CT可以理解为增强版的X光,它会拍摄很多张X光,然后计算机整理成一张三维图,可以表现出骨骼的三维形态,当然也可以使用造影液对血管或者其他组织造影,但受制于造影液的分布的影响,有时候效果并不是特别好。
核磁共振:无法比拟的优势
上述这三种都有优点,比如X光成本很低,超声检查设备要求也不高,甚至有朋友都会在家里备上一台,即使是比较麻烦一点的CT费用也相对比较低,但这些手段都有局限,X光只能看骨骼或者钙化病灶,超声检查分辨率很低,只能看个大概,而且对很多相似性组织完全无法区分。
而核磁共振这完全没有这个问题,它是利用的是氢原子核在磁场中的变化,再施加一个电磁波,改变氢原子旋转排列方向,让其发生共振,然后分析发出的电磁波,原子核在进动中,吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲,即外加交变磁场的频率等于拉莫频率,原子核就发生共振吸收,去掉射频脉冲之后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来,称为共振发射。
共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”,这就是核磁共振的来历,由于不同组织位置的电磁波发出的讯号有差异,经过计算机处理,合成一幅人体内组织结构的立体图。
人体内没有游离的氢分子,但却有氢元素,因为每一个水分子就有两个氢原子,而人体70%都是水,所以核磁共振下,人体所有结构清晰呈现!因此可以对人体全身进行高分辨率扫描,而肿瘤的区分也是因为血液集中,使得在内脏组织中,一旦出现异常的血液集中,或者出现组织结构异常,那么这里肯定有问题。
目前对于肝脏、胆囊、脾肾以及子宫与卵巢和乳房等早期肿瘤病灶的无损探查是无可替代的,当然核磁共振也不只是肿瘤,还对脏器损伤程度以及遭遇车祸后脑部水肿或者其他病变等,都可以用核磁共振进行诊断。
在这里必须要告诉各位,核磁共振对人体是没有任何有害辐射影响的,所以各位完全不必担心辐射问题!但却必须要注意一点,核磁共振由于会产生极其强大的磁场(1.5T、3T、5T甚至更高),因此对于金属物体绝对不能随身携带,身上有动手术遗留的骨骼固定等金属物一定要事先告知,否则检查过程中可能会产生意外,后果可能非常严重。
韩国一名60多岁的患者做核磁共振时,一个氧气瓶突然移动飞起,插入核磁共振机中心圆孔,将患者活活夹死!
核磁共振已经成为现代医学检查中不可或缺的检查方式,但科学界却一直对核磁共振的发明者有异议,彼得·曼斯菲尔德和保罗·劳特布尔获得了2003年诺贝尔生理学或医学奖,表彰两位在核磁共振成像领域做出了巨大的贡献,但科学界认为雷蒙德·达马蒂安也应该一起分享诺贝尔奖荣誉。
而全球核磁共振技术领域最强的三家公司则是GPS(GE、飞利浦、西门子),全球磁共振三大巨头一直保持着全球领先优势。据《2020年全球医学影像专利分析报告》,值得一提的是,德国西门子在三大巨头公司中是成立最早的,在影像设备领域积累的技术经验也最多,其专利排名处于全球第一,曾达到1864件。而GE和飞利浦以1136件和736件专利申请量排名分别排名第三、四名。值得一提的是,GPS三大巨头占据着全球80%的市场份额。
显然这三巨头都对中国实施了技术封锁,在中国未突破之前,这些核磁共振的设备在中国售价动辄数千万,而中国几乎每个市的医院都至少会配备一台,有的甚至是多台,各位可以想象一下,这种设备每年的购买、耗材、维护等不知道要赚走中国人多少血汗钱。这次国产的核磁共振设备量产真是一件值得可喜可贺的事情。
核磁共振为何会与氦气有关?断供氦气,中国核磁共振真开不了机?
这个事件在社交媒体上也引起了轩然大波,众多爱国的大国科技粉丝都纷纷转发,其中也有在外网上的留言,结果却引发了一波嘲讽,只要美国断供氦气,那么中国的核磁共振设备分分钟停机,是真的吗?
答案虽然不至于停机,但会让中国很难受!
因为全球大部分氦资源都在美国!原因不只是氦资源,而是因为目前的核磁共振设备还少不了液氦的冷却,个中的关键就是核磁共振设备中超强磁铁,目前只能用超导线圈的强大电流产生的磁场才能满足要求。比如核磁共振领域常用铌钛合金超导要求4.2K(-268.8℃),只有液氦能满足要求!所以未来要是没了氦,这事就难办了!
早期的冷却方式比较复杂,液氦每天都有损失,一两周就要补加,后来发明了液氦杜瓦的无损贮存,从此零蒸发的核磁共振液氦杜瓦诞生,但仍然会有部分损失,目前是半年至少需要补加一次。
所以液氦还真少不了!但目前全球的氦资源一半以上都在美国人手中!根据美国地质调查局对氦资源的估计,全球氦气资源总量约519亿立方米。其中,美国存有206亿立方米、卡塔尔存有101亿立方米、阿尔及利亚存有82亿立方米、俄罗斯存有68亿立方米,该四国资源量总和占全球总量的88%。此外加拿大氦气资源量为20亿立方米、中国氦气资源只有量为11亿立方米,占全球2.1%,实在是一件憾事!
目前的核磁共振设备确实少不了液氦,但中国也在开发高温超导技术以及不是用液氦的强磁技术,2009年时,中国科学院电工研究所研制成功具有10T高磁场、100mm孔径可以长期运行的无液氦超导磁体系统。该系统已于同年通过中国计量科学院的现场测试,可供长期稳定运行。
该项技术的发展极大降低了系统运行费用,为超导强磁场技术的应用开辟了一个新的时代,尤其对于需要长期运行的超导磁体(例如核磁共振NMR,MRI及其它科学仪器)具有重要的科学应用价值。系统的研制成功使得我国跻身于实用化超导磁体研究开发的国际先进行列。
另外核磁共振三巨头也各自推出了零液氦的设备,比如GE Signa HDe 1.5T新一代ECO 磁共振,飞利浦Achieva 1.5T H,西门子MAGNETESSENZA 1.5T磁共振,其中西门子这款MRI采用的也是零液氦消耗技术。
延伸阅读:我国皇冠上上的明珠,有多少颗我们已经摘取?
我国在核磁共振领域取得突破可喜可贺,不过我国也不只是核磁共振领域进步了,在很多领域都取得了突破,有朋友整理了我国在近些年来摘取的“皇冠上的明珠”,让大家觉得非常提气:
我国皇冠上上的明珠,有多少颗我们已经摘取?估计已经快数不清了,但笔者认为还不够,因为与我们对标的不是西方任何一个国家,而是西方所有国家!本来还想着各司其职,各专所长,但美国为首的西方要如此制裁我们,那么很抱歉,中国只能奋起走上你们的路,让你们无路可走!
#所见所得,都很科学#