核磁共振靠氢质子共振与梯度磁场成像，医学影像的核心技术壁垒在哪里？

核磁共振成像的物理起点，是人体中氢原子的信号反应。人体约三分之二由水构成，水由氢原子和氧原子组成；当身体暴露在核磁共振仪下，会引发氢原子的共振反应，通过聚合磁场，体内水分子呈现出一定的梯度，从而形成人体内部结构的影像。医学影像的核心技术壁垒，正在于如何把这一微弱的物理信号稳定、精确地还原为可诊断的图像——它依赖超导磁体、谱仪、梯度线圈、梯度放大器、射频线圈、射频放大器等核心部件的高精度协同。需要说明的是，这里的“核”指氢质子核，在磁场作用下发散的是电磁波，没有核辐射。核磁共振是物理学反应，上世纪80年代才正式应用于临床，学术界针对它的研究曾6次获得诺贝尔奖。

从氢质子共振到梯度磁场

核磁共振技术的原理，是利用人体中氢原子的信号反应来确定水分子在生物体内的分布结构，从而探测人体生理结构的完整性。氢质子共振提供信号来源，梯度磁场则负责对空间位置进行编码——两者缺一不可。

从市场看，超导 MR 逐渐成为主流产品，其中 1.5T MR 系统目前保有量最多。T 代表 tesla，即场强大小，地球磁场约为 0.00005 T。T 越大通常意味着可以提供更高的分辨率，以及能更快地对人体成像。目前主流 MR 产品为 1.5T 和 3.0T；在 3T 时，磁共振可以分辨小至 1mm 的细节，而在 7T 设备上可以达到 0.5mm，即可以分辨人类脑部皮层的内部功能。在 7T 磁共振上，人类首次看到了信息如何在人类大脑的神经元之间传导。不过超高场产品的安全性还需要进一步验证，价格也不是普通三甲医院能够承受的，因此在一段时间内，MR 领域的发展趋势仍是 3.0T 逐步取代 1.5T。

壁垒为何集中在核心部件

十年前，全球实现磁共振全部核心部件技术自主研发的企业只有 GE、西门子两家。由于不掌握核心技术，国产 MR 主要占据中低端市场，高端 3.0T MR 100% 依赖进口。这从侧面说明，壁垒不在单一环节，而在磁体、谱仪、梯度系统、射频系统等全链条的自主能力。

十年之后，联影实现了超导磁共振的磁体、谱仪、梯度线圈、梯度放大器、射频线圈、射频放大器等所有核心部件的100%自主研发和生产，成为世界第三家掌握 MR 核心科技的企业。其自主研发的我国第一款 3.0T 高场 MR 获得 2020 年度国家科学技术进步奖一等奖。按照新增销售台数计，2020年联影医疗已成为中国市场最大的 MR 设备厂商；在中国 1.5T MR 设备市场、中国超导 MR 设备总体市场中，联影市场占有率均排名第一；在中国 3.0T 及以上 MR 设备市场中，主要市场参与者为 GE 医疗、西门子医疗、飞利浦医疗、佳能和联影医疗，联影市场占有率排名第四。

大型医疗设备的研发和生产是一个产学研医融合创新的过程，体现的是一个国家整体国力、科研能力、临床能力、人才培养、生产制造的全方位能力，这才是需要慢慢积累的真功夫。

常见问题

核磁共振有核辐射吗？

没有。核磁共振是物理学反应，其中的“核”指的是氢质子核，在磁场作用下发散的是电磁波，不是核辐射。这也是它相比 CT 能够避免辐射的原因之一。

为什么核磁共振比 CT 贵？

MR 设备本身昂贵，好点的设备都在千万以上，顶级的甚至需要几千万，维护成本和人工成本也十分昂贵。相比之下，我国的核磁共振收费堪称白菜价，还不到发达国家的十分之一。

场强越高越好吗？

T 越大通常意味着可以提供更高的分辨率，以及能更快地对人体成像，3T 可分辨小至 1mm 的细节，7T 可达 0.5mm。但超高场产品的安全性还需要进一步验证，价格也不是普通三甲医院能够承受的，所以一段时间内市场趋势仍是 3.0T 逐步取代 1.5T。