核磁共振(MR)是一门年轻的技术,上世纪80年代才正式应用于临床,但学术界针对核磁共振的研究曾6次获得诺贝尔奖。从物理现象到临床普及,大致经历了三个关键拐点:物理基础研究奠定成像原理、临床落地并成为现代化医院不可或缺的专业设备、场强升级与国产突破推动可及性提升。截至目前,全球已有超过50000台MR系统装机并运用到不同领域。
拐点一:从物理现象到成像原理
核磁共振利用人体中氢原子的信号反应,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。人体约三分之二由水构成,在聚合磁场作用下,人体内部的水分子呈现出一定梯度,形成内部结构影像。
需要澄清的是,其中的“核”并非核电的核,而是“氢质子核”,在磁场作用下发散的是电磁波,没有核辐射。正是这一原理的确立,让核磁共振从实验室的物理现象走向医学应用,并支撑起前后6次诺贝尔奖级别的研究积累。
拐点二:临床落地与不可替代性
核磁共振检查在上世纪80年代正式进入临床。相比CT,它能够避免辐射,软组织成像精度高,纹理边界也更为清晰,因此成为一家现代化医院不可或缺的专业设备。
从装机规模看,从20世纪80年代初至今,全球已有超过50000台MR系统装机。设备本身价格不菲,好点的MR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。不过我国的核磁共振收费相对较低,北京市医疗服务价格查询显示,磁共振收费标准为850元/人次,造影剂、胶片费另收。
拐点三:场强升级与国产突破
场强(T,tesla)是理解核磁共振发展的关键线索。地球磁场约为0.00005 T,T越大通常意味着更高分辨率和更快成像。目前主流产品为1.5T和3.0T,其中1.5T MR系统目前保有量最多。在3T时磁共振可分辨小至1mm的细节,在7T设备上可达0.5mm。
| 场强 | 分辨率表现 | 资料提及情况 |
|---|---|---|
| 3.0T | 可分辨小至1mm的细节 | 主流产品,发展趋势是逐步取代1.5T |
| 7.0T | 可达0.5mm | 西门子和GE推出,安全性仍需进一步验证 |
在产业层面,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,高端3.0T MR 100%依赖进口。十年后,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。
市场格局随之变化。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设备市场和超导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设备市场中排名第四。
常见问题
核磁共振为什么这么贵?
主要贵在设备与运维。好点的MR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。相对而言,我国的核磁共振收费并不高,北京市磁共振收费标准为850元/人次。
核磁共振有核辐射吗?
没有。其中的“核”指的是“氢质子核”,在磁场作用下发散的是电磁波,并非核辐射。这也是核磁共振相比CT的重要特点之一,同时它在软组织成像上精度更高、纹理边界更清晰。
未来核磁共振会往哪些方向发展?
一是场强升级,一段时间内3.0T逐步取代1.5T仍是趋势;二是小型化、智能化、低成本化,2020年FDA批准了全球首款移动式核磁共振成像设备,其检测费用降低至1/20;三是大孔径,联影发布世界第一台商用75cm孔径的3.0T磁共振,西门子发布世界第一台商用80cm孔径的0.55T磁共振,主要面向肥胖患者、运动员、孕妇等群体。