把大塊頭核磁共振儀搬上車 核心技術，準確掃描圖像

春節前后，一輛來自內蒙古自治區包頭市的磁共振診療車常常出現在我國南方多地，為當地群眾進行免費診療。白色、箱式、三橋、常規動力，這臺被命名為“馳影A30”的診療車從外表來看很是低調，但它是國內首臺具有自主知識產權的磁共振診療車。也預示著我國高端磁共振成像(MRI)技術將不再全部依賴進口，不再受制于人。

一臺診療車，就是個移動小診所

“馳影A30磁共振診療車的核心技術還是在磁共振成像系統上，醫保門診一般不包括核磁共振，有了診療車，邊遠山區的患者以后就有望免去跋山涉水之苦。”包頭市稀寶博為醫療系統有限公司(以下簡稱“稀寶博為”)總經理銀建偉告訴科技日報記者。

“國內移動式磁共振影像設備此前處于空白狀態，診療車的問世標志著大型影像設備在移動醫療領域從概念走向應用推廣。”首都醫科大學宣武醫院副院長、互聯網醫療診治技術國家工程實驗室主任吉訓明教授表示。

記者登上診療車，一眼望去，集成型磁共振、氧氣瓶、冰箱、監護、藥品柜、除顫、生化和彩超、無線心電圖機、急救供氧系統、富士膠片打印機、空氣加濕器等設備一應俱全。該車以梅賽德斯奔馳Actros 2636E5為載體，使用了三明治大板方艙式箱體結構和無扭矩自動平衡技術，并配備德國熊貓車載發電機為整套系統供能，車輛還搭載了扁鵲飛救遠程系統和配套的遠程多媒體會影系統，建立了遠程急救監護體系，可實現了對患者實時監護和救護的遠程醫療指導。車內配有自動擔架升降平臺和自動上車擔架，無磁鏟式擔架是磁共振的配套擔架，無需替換就可掃描。

車內還分為掃描間和急救間兩個部分。全車囊括超小型磁體、遠程會診、互聯網傳輸、衛星通訊等技術，涵蓋臨床醫學、影像學、物理學等多個學科及領域。診療車發電機組可在車輛運行時實現時刻為整車設備供電。發電機升降系統可使發電機落地，在地震救災和其他惡劣環境下長時間發電，還可通過遠程控制面板自動補給燃料。

“整臺車就是一個移動的小診所，但其實我們看到的這些設備和技術，都是輔助性質的，而這臺車之所以先進，核心在于Vivi X330磁共振成像系統。”銀建偉表示。

但醫院的磁共振成像系統一般體積比較大，它又是如何搬上救護車的呢?“該套磁共振成像系統，采用了橢圓形磁體設計，大幅縮短了磁體的左右徑，增加了磁體的前后徑，這樣一來，在掃描有效范圍增加的同時，磁體整體的體積大幅縮小，得以實現將原本的大塊頭安裝到車輛上。”銀建偉說。

一套核心技術，更準確掃描圖像

磁共振成像原理，簡而言之，就是將人體置于特殊的磁場中，用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核，引起氫原子核共振，并吸收能量。在停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發出射電信號，并將吸收的能量釋放出來，被體外的機器收錄，經電子計算機處理獲得圖像。

在高端磁共振醫療設備中，對較高場強的磁共振強度要求一般在1.5T—3.0T。由于人體各種組織結構所含的氫質子數量不同，把這些氫質子放在均勻的強磁場中，它們就會在同一個方向上做自旋運動，所以如果設備的磁場均勻性不好，自旋運動難以保持同一方向，就會導致磁共振成像的變形、失真，直接影響疾病的診斷，導致誤診。鑒于這些難點，我國的高端設備一直以進口為主。“安在診療車上的磁共振系統，采用了我們自主研發的高聚能磁體技術，在顯著減小體積和重量的情況下，仍有效保持了磁場強度和極高的均勻性，優于同行業同場強磁共振5倍以上。”銀建偉說。

稀寶博為研發團隊向記者介紹，MRI按成像主磁場形成方式可分為超導MRI和永磁MRI兩種。超導MRI磁場強度高、成像物理環境好，但其磁場維持需有產自美國的液態氦，價格昂貴，國內醫院普及困難;永磁MRI的制造、使用成本低，但傳統永磁MRI磁場強度低，成像物理環境受渦流、剩磁破壞及磁場均勻性限制，系統成像質量低于超導MRI系統。

針對永磁MRI存在的問題，該車應用了稀寶博為獨有的動態平衡自動勻場技術和主動自屏蔽雙梯度技術，采用獨創的人形磁體設計，使得磁體與人體結構更加匹配，在SI成像方向擁有更佳的掃描視野。“獨有的磁體設計能夠保持整個成像區域的磁場均勻性，從而實現了常規和大部分極端條件的臨床應用，獲得精準的掃描圖像。”銀建偉說。

一連串手段，解決剩磁、渦流難題

在磁共振設備的性能評估中，渦流與剩磁是兩個重要指標。所謂剩磁，就是隨著所施加梯度場的變化而產生的動態磁場不均勻性，渦流則是施加梯度場后，隨著時間變化而產生的動態磁場不均勻性，對于高端核磁醫療成像設備來說，這二者會造成嚴重的圖像失真。變化的空間梯度磁場與磁體相互作用產生的梯度渦流和剩磁破壞了磁場的均勻性和梯度磁場的準確性。渦流和剩磁過程對極板和磁性材料進行了不均勻加熱，還會進一步破壞成像磁場的均勻性。

團隊利用獨創的動態平衡技術等一連串手段，解決了困擾MRI多年的渦流、剩磁難題。

首先在優化磁場分布、提高磁材利用率方面，研發團隊通過自身核心技術實現了在使用相同磁材的前提下提高磁場強度和均勻性，在相同磁場強度下減輕磁體重量約40%。

“再有就是我們的DBT動態平衡技術。其中，動態平衡自屏蔽梯度技術，確保磁體在空間多方向上的動態準確性和磁體不受干擾;動態平衡主動勻場技術，則使磁體達到了高場超導磁體磁場的水準。實現了這兩個目標后，困擾傳統永磁磁共振的渦流、剩磁等先天缺陷就沒有了，成像物理環境和成像質量達到了優秀的成像水平。”銀建偉說。

緊接著，團隊研發的水脂分離成像技術，則可快速、清晰顯示同一掃描層面的水像和脂像，縮短掃描時間，更加直觀和豐富地獲得病變部位的組織信息，以利于臨床診斷。

“最后，我們還針對產品使用了‘反向邏輯’理論設計，即把設備拆分開，每個設備各自優化，然后再重新組合，顛覆傳統的按順序研發的模式。”銀建偉說，這種獨有的系統設計，重新定義了永磁磁共振系統，使各個子系統相互獨立并各自優化，大幅提升了系統穩定性、可維護性及系統升級能力。

“搭載于馳影A30診療車的Vivi X330產品集多項技術于一身，具有超小型、高集成、全身臨床應用的優勢。”稀寶博為市場部經理張志勇為記者算了一筆賬，“一套進口超導磁共振設備價格在1500萬元左右，而我們生產的永磁磁共振成像設備只有300—500萬元，而從性能和效果上看，我們的國產設備絲毫不遜色于進口產品。”