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“这台磁体机对中国的意义十分重大,堪称里程碑式的进步,不但达到了国际先进水平,更是打破了国外天价机的垄断”。
简介“这台磁体机对中国的意义十分重大,堪称里程碑式的进步,不但达到了国际先进水平,更是打破了国外天价机的垄断”2017年,由潍坊新力超导磁电科技公司自主研发的全球“首台3.0T核磁共振分子成像磁体样机”。
通过了专家组审核,来自中科院的叶朝晖院士对此给予了高度评价。
叶朝晖院士进行参观叶朝晖院士之所以这样说,是因为在此之前我们国家所有的此机器都需要从外部进口,且每一台进口机器的价格高达三千万,而此次由中国自主研发的核磁共振机器的报价还不到三百万或许很多人对此抱有疑问,毕竟多数民众与核磁共振的唯一联系就是到医院做检查,并不了解为何做一次核磁共振如此昂贵,也分不清CT机与核磁共振的区别在哪里。
那么,听起来“高大上”的核磁共振到底是什么东西呢?核磁共振与CT机的区别又是什么呢?为何叶朝晖院士对此给予了高度肯定呢?
核磁共振核磁共振提到核磁共振,一个特别有意思的事情是,历史上通过核磁共振领域及其衍生技术一共获得了六次诺贝尔科学奖,对于绝大多数科学家来说,核磁共振在上世纪几乎就是“取之不尽的技术宝藏”核磁,一听就知道属于磁场的一种,从中国古代发明了指南针开始,人类对于磁场的研究始终没有停止过,就目前而言科学界先后发现了三大磁性物质,第一类就是铁磁体。
这点不用过多解释,吸铁石就是最简单的例子第二类是副磁体,包括结晶体和液体,第三类是抗磁体,而抗磁性几乎存在于所有物质的内部,到了上世纪二三十年代,科学家们又发现了第四类的磁性物质,没错,就是核磁—一种从原子核中发射的磁性物质。
核磁简介1920年,德国科学家斯特恩和他的同事法兰克福做了一次非常“巧妙”的实验,斯特恩在一只电加热的真空炉壁上钻了一个小孔,并且通过这个小孔向锅内灌入蒸汽,结果发现这种分子束竟然出奇一致的向同一方向跃进。
这说明分子束是不受非均匀磁场影响的1923年斯特恩担任了汉堡大学物理学实验室主任,拥有了更好设备环境的他决定继续研究完善分子束技术,随着研究的进展另外一个问题拦住了去路,那就是“原子究竟是如何与磁场反应的。
?”而这就是发现核磁共振的背景。
汉堡大学物理学实验室主任斯特恩美国物理学家玻塞尔曾在二战期间担任军事雷达的研制和改进工作,二战结束后玻塞尔受到哈佛大学邀请从事教学科研工作,他发现“如果把一个样品置于由线圈围绕的射频场中,则样品中的原子核将会呈现共振吸收状态”。
简单来说,就是在一个物体周围摆上一圈射频场之后,这个物体中的原子核与射频场会产生“共振吸收的状态”因此玻塞尔专门为其量身定做了一个实验,他利用副磁共振形成一种恒定状态,在这种状态下原子核处于绝对的低温中,。
实验的成功让他欣喜若狂,因为他开创了物理学上一个崭新的领域—核磁共振能谱学。
美国物理学家玻塞尔核磁共振实验这一发现被列入了1952年诺贝尔物理学的授奖项目,随后更是受到了化学界的瞩目,毕竟学科之间相辅相成,物理学的进步也会推动其他学科迈入新的领域,化学家们纷纷利用这一发现来观察检测分子结构。
因为在那个时代,化学界测定物质结构的主要仪器普遍为光谱仪,但由于敏感度和分辨率的限制,光谱仪的准确度并不被化学家们看好,而核磁共振能谱学的出现让无数化学家们眼前一亮。这不就是最好的“工具”吗?
核磁共振能谱就这样,1966年瑞士化学家恩斯特提出了一个大胆的假设,如果用短而强的射频脉冲取代低频,然后把信号按照脉冲的时间函数进行测量,那么几秒钟后信号和结果就会显示出来,这样就可以把信号输入到计算机中生成图谱。
恩斯特的假设成为了现代核磁共振波谱的基础,在这之后“核磁共振成像仪”应运而生,但最开始这一仪器常见的领域并非是医学领域,直到二十世纪初,美国纽约州立大学的物理学家特布尔提出了一个设想他认为可以将这种仪器用来测定人体内部各种组织,毕竟不同组织和相同组织的生理部分和病理部分的含水量都有至少百分之一的差别,而这种小到不能再小的差别,刚好可以被核磁共振检测出来。
于是特布尔选择移动速度较慢的海蛤作为实验体,结果表明使用核磁共振测定出来的海蛤组织十分清晰,最重要的是海蛤依旧是存活的,并且各项数据没有明显改变这就意味着,核磁共振成像技术对于生命体是不会造成创伤性的
核磁共振成像仪上世纪80年代问世两大法宝在以往的临床医疗中,CT与核磁共振几乎号称对抗病魔的两大法宝,尽管很多人对二者之间的了解并不多,但是肯定听过医生说“拍个片子”这句话CT检查的原理是运用球管发射X射线穿透人体,通过探测器的检测可以观察到射线的减退情况,从而最终将结果转化为图像信息,所以CT的检测基本上是让患者站在固定的地方,由机器对某一区域发射X射线。
CT原理而核磁共振一般会让患者完全进入磁场,然后通过无线电射频发射器发射脉冲,可以对全身发射,也可以对单一的心脏部位或是脑部发射,最终将所有脉冲检测到数据整理后得到患者体内的图像信息与核磁共振不同的是,由于CT检查需要对人体发射X射线进行断层扫描,在这一过程中会产生少量的辐射,不同的扫描方式产生的辐射量也不相同,但绝大多数情况下也是不会对人体造成危害的。
而核磁共振是直接将人体放入已经设定好的“磁场”中检查,因此不会产生辐射,所以相对而言核磁共振的安全性更高一点。
核磁共振系统不过核磁共振并非任何情况下都不会产生危害性,上述提到核磁共振的核心是把人送到磁场中检查,所以如果患者体内含有金属性物质就不能做核磁共振检查核磁共振的劣势之一是速度不如CT射线,相信做过CT射线的都知道进到房间后一分钟就可以出来,而且成片速度大约三到五分种,但是核磁共振光是做一个部位的成像就需要二十分钟左右。
以一家普通的三甲医院为例,几乎院内的核磁共振仪器一年都无法停机,人多时患者可能要排上一个月的队才能进行检查,哪怕是人少的时候也要一周左右的等待过程特别是一些经常需要用到核磁共振的特殊患者群体,比如广州市妇女儿童医院,2013年全年该医院该设备共完成了13801例检查,按照每年350天来计算,几乎每天都要进行40例左右的检查。
相对于CT射线,核磁共振更适用于脊椎,颅脑方面的检查,因为核磁共振的软组织分辨率高于CT,但是CT的空间分辨率强于核磁共振,所以CT一般用来做一些骨折,结石和腰椎方面的检查。
所以在临床检查中主要根据患者的实际状况来决定检查方式,如果存在脑溢血情况,一般都会直接选择脑部CT检查,这样能够确认出血的血管情况,如果存在脑梗问题,则直接对颅脑进行核磁共振检查,能够明确显示脑梗位置如果是骨折方面的问题,CT和核磁共振都可以清楚显示骨折部位的具体情况,但对于细微的地方,核磁共振更能清楚的显示出水肿的部位,从而帮助医生来判断受伤的严重程度。
核磁共振与CT成像图对比为何高度评价?二十世纪初,由于我国对核磁共振技术的研究相对落后,各大医院不得不从国外进口这种机器,受制于人的情况下价格自然会高出天际,从2003年花费3000万引入第一台机器开始。
核磁共振就变成了一家医院实力和门槛的证明,尽管价格如此之高,可国内大多知名医院都希望能够引进一台,因为这种高效,无创的医学影像设备在医疗领域中能够挽救太多患者的生命了可问题是就算有钱买,人家还不愿意卖先不说国内医院是否有雄厚的财力支撑引进和后续的维护,因为仅凭三千万的高昂价格就筛选掉绝大多数医院了,其次对于这种领先世界各国的尖端技术,西方国家并不愿意出售给我们。
核磁共振仪器哪怕带着足够的钱去,也要低三下四的求着人家而且由于核磁共振的特殊性,国家卫计委专门将其列入了“乙类大型医用设备”的名单中,按照国务院的相关文件要求,引进这种设备需要医院向上级主管部门审批报备的。
报到省级卫计委后,由省级专家组到医院进行考察评审,只有评审通过的医院才能办理“设备配置许可证”,在当时所有乙类大型医用设备的配置都是有限制的,名额十分稀少,只有理由充足,需求迫切的申请才有“掏钱”的机会。
中国又是人口大国,本来医疗资源就相对紧张,加上如此高昂的成本费,患者去医院做一次核磁共振要花费上千元,这几乎是一位农户一年的收入,这就导致了患者难,医院也难的局面。
乙类管理目录说明直到2017年潍坊科技公司自主研发的国产核磁共振成像机问世后,这一局面才被打破,本土的技术本土的机器,而且从性能上完全不亚于国外的进口货,最关键的是,售价不到三百万这对中国的医疗系统和千万患者而言是莫大的福音,往大了说,打破了国外技术垄断的局面,往小了说,患者身上背负的经济压力会大大缩小,因为不管这种机器卖三千万还是三百万,最终为其买单的群体还是病人。
这也是为何叶朝晖院士给予高度评价的原因,一来不再受制于人,二来减轻了中国病患者群体的负担。
潍坊科技公司国产核磁共振研究国产机的问世让原来一次高达上千元的检查费用,变成了现在几百元一次的检查费用,加上医疗保障,核磁共振这才从医疗云端“飞入寻常百姓家”,而且中国制造在世界上等同于“物美价廉”已经有许多国家对中国制造的核磁共振成像仪点击了下单,为此国外几家大公司还纷纷谴责中国“恶意破坏市场”,从天价到白菜价,核磁共振算是见证了中国崛起的缩影之一。
核磁共振市场尽管还有很多方面中国依旧被一些发达核国家“卡脖子”,但崛起的姿态已经势不可挡,相信随着技术的突破未来中国的医疗技术和服务会越来越好,价格也会越来越低,让更多的人真真切切享受到科技的红利,也让伟大的中国梦更加实际,更加看的到摸得着。
参考文献医疗卫生设备:《超导磁共振成像系统设计简析》科技论坛:《核磁共振原理与故障分析》广东化工:《核磁共振技术在医学上的应用研究》
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