开放式超导磁共振成像磁体系统

　　侧身，抬腿，中科院院士都有为躺在一台洁白的开放式超导磁共振成像仪上，轻松地吸了口气。

　　门外，一台电脑将这台0.7特斯拉（磁感应强度单位，缩写为T）大开放式超导磁共振成像设备“感知”的图像完全显示出来，医生则根据这些清晰的影像进行诊断。

　　近日，《中国科学报》记者跟随中科院电工所（以下简称电工所）专家，参观了该所研发的“开放式超导磁共振成像磁体系统”产业化生产现场，一睹这台设备的神奇魔力。

　　随后的检测报告显示，尽管年过70，都院士的身体很健康。

　　“虽然设备外观看上去很简单，但核心技术的研发耗费了我们将近5年时间。”项目负责人、电工所研究员王秋良介绍说，这套具有异形结构的0.7T大开放式磁共振成像系统，其研发过程殊为不易。对磁场强度的调整和高精度控制等每个细节，都花费了科研人员大量的心血。最终，研究团队突破了开放式超导磁共振磁体成像系统的技术瓶颈，自主研发出这台在我国超导核磁成像领域具有标志性意义的国际领先产品。

　　自上世纪40年代起，磁共振作为一种物理现象开始应用于物理、化学和医疗领域。1973年，保罗·劳特伯等人首先提出核磁共振成像的原理和技术。近年来，核磁共振成像技术的发展十分迅速。“它作为一种神经外科影像学介入治疗手段，在治疗肿瘤、血管畸形，精准定位病变等领域有着非常广泛的应用。”王秋良介绍说。

　　然而，传统的磁共振成像设备价格昂贵、维护成本高，且结构形状大多为密闭式，患者容易产生幽闭恐惧症。同时，设备液氦使用量大，运行成本高。“更重要的是，传统设备无法实现医生的在线介入治疗。”王秋良告诉记者，从2009年开始，电工所就致力于研制全新的开放式核磁共振成像系统。经过5年的努力，如今这一设备终于在宁波健信机械有限公司的厂房内“开花结果”。

　　在采访过程中，记者和9位院士专家一起走进宁波健信机械有限公司的车间。此时，工人们正在进行部件加工。

　　“工人们需要将成对的超导线圈放置在两个相对的环形容器中，形成一个完整的超导磁体，继而产生主磁场，再利用成百上千块小铁片进行匀场。”电工所研究员戴银明介绍说。

　　在另一车间，工人们将磁体固定成U形，再用类似航空隔热膜的银灰色材料将其完整包裹起来，最后安装好各种线路和制冷设备。经过细心检查后，工人们会给这套设备“穿上”金属外壳。

　　“根据市场需求的不同，这套设备可设计成全封闭、半封闭、开放式的装置。外国人一般体型较大，加上部分患者对密闭空间有恐惧感，所以我们针对国外市场开发的是大开放式磁共振成像设备。”宁波健信机械有限公司董事长许建益表示，该技术颇受国外用户欢迎，目前收到不少国外订单。

　　“这样的开放式设计能满足各种体型病患者的需求，并且我们还开发了可升降设备。”电工所副研究员王晖边说边按下按钮，只见设备上半部分缓缓上升。“这样有什么好处呢？在临床应用时，医生可根据手术需要，对患者头部、腹部等部位实施手术。手术完毕后，按下按钮，仪器马上可以进行磁场校准，让医生通过电脑屏幕查看手术效果，实现一台设备多种用途。”

　　“与常规磁共振成像设备相比，该系统设计液氦的使用量只有其十分之一，并且磁场稳定度和均匀度高、操控性好、运行稳定可靠，为我国开放式磁共振系统医疗技术产品的发展拓展了新方向。”王秋良说，该技术成果已进入产业化生产阶段，预计未来3～5年内年产量可达500台，年产值将达数亿元。

　　由中科院院士甘子钊领衔的成果鉴定专家组对电工所的这一成果给予高度肯定。他们认为，这套设备完全达到国际先进水平。

　　“中科院曾提出要大力发展低成本医疗。我们的这套设备、这种设计思路，其实就是低成本医疗的一种。目前，核磁共振成像设备在国外医疗领域应用很普遍，但在中国的使用率还较低。利用我们研发的设备，不但价格比进口设备便宜很多，而且维护方便，并且具有诊断与治疗融为一体的特点，可以减少病人的检测费用。”王秋良表示，科学技术的最终目的是服务大众，“我希望这套设备能被越来越多的医院和患者使用”。