現代醫學飛速發展，治療手段逐步更新，儀器裝置迭代變換，總之，人們的生命健康得到了更多的保障。當病人走進醫院，總是會有各種各樣的儀器進行檢查，藉助這些儀器，在很短的時間內便可以診斷出人們的健康狀態，可以說現代醫學是完全離不開這些儀器的，今天介紹的物件就是醫院眾多儀器之一的核磁共振儀，它的工作原理是怎樣的？它為何被譽為現代醫學影像技術皇冠上的明珠？以及中國能否自主研發製造核磁共振儀？本期子牙童趣知識局就帶領大家揭開關於它的秘密。
什麼是核磁共振儀？開啟百科，給出的解釋是利用核磁共振原理，根據所釋放的能量在物質內部的衰減，透過梯度磁場監測發射出來的電磁波，從而得出這一物質原子核的位置和結構，以此來繪製出物體內部的結構影象的一種儀器。簡單來說，其實就是利用一個強大的電磁場，讓身體中的氫原子先列隊整齊再解散，根據這個過程中的電磁波訊號，給身體進行畫像，達成監測身體狀態的目的。
構成物質最小的單位就是原子，人體也不例外，同時每個原子都有自己的震動頻率，外面圍繞著無數的電子，因此每一個原子都是微型的磁場，加上人體中含量最高的就是水，水分子就是氫和氧這兩種元素組成，所以在核磁共振中就是利用氫原子成像的。在平常的狀態下，這些原子都是隨機無序的排列，雖然每一個原子都有一定的磁場，但是因為方向的原因，磁性會相互抵消，所以人體是不顯現磁性的，可是當外部環境是一個強磁場的狀態，那麼這些氫原子就會變得整齊有序。
這是關於核磁的準備工作，那麼如何達到共振效果呢？加入一個射頻脈衝，調整它的頻率，達成共振的效果，說到共振，相信大家在生活中也一定見到過一個場景，就是洗衣機在轉速達到某一個點的時候，會突然很劇烈的抖動，這種現象的產生就是因為共振。那麼這個發生了共振的氫原子，就會由整齊的狀態變成各個方向都會運動的態勢，然後它整體的變化就會逐步回溯到最開始處於自然狀態下的樣式，即原來的方向和幅度，這樣的過程就是需要我們觀察記錄的重點，也是據此畫出人體影象。
這個原理聽起來是比較通俗易懂的，但是實際上這也是一個很複雜的過程，就比如，原子的位置變化如何確定和記錄呢？其實這裡還是利用座標系來解決這個問題，在每一個區間加上維度座標，透過X.Y，Z軸構建一個三維座標，透過這樣的方式就是隻是運動的軌跡，從而得出想要的影象了。
它的實現原理和技術特點就是這些，但是中國使用的核磁共振儀多半是外國進口，這又是為什麼？關於它的難點又是什麼呢？
因為是醫療裝置，就需要它是高精度的，而核磁共振儀更是高精尖的代表，它是由很多的部件組成，但是最難的部分還是磁體，因為對於磁體的要求就是在整個目標區域內，要保證高磁場和高均勻度，還有諸如調節菌液濃度的射頻線圈，主磁體跟勻場線圈相關的低溫配套設施等等都是技術實現所要面臨的難點。
總之核磁共振成像儀很多的零件都是有著充足的高科技含量，所以他的技術門檻很高，在先進世界上，全球市場主要被西門子、GE和飛利浦這三大巨頭壟斷，其他公司想要插入也是有心無力。
那麼如果真的要有所突破，第一步該是什麼方向呢？最基礎的超導材料，這是前提必要條件。接下來才是均長線圈，射頻線圈等，最後一步就是強大的綜合工程技能，這每一步都是極大的挑戰，挑戰這工藝，材料，技術等等。加上現在對照片的清晰度有著更高的要求，那就需要更高的磁場來實現，那麼成本就會更高，所以不僅磁體佔整個儀器一半成本是有道理的，更說明整個機器的造價也是十分高昂的，目前，醫院中常見的核磁共振儀價格大概是在350萬人民幣到3500萬之間，而這還僅僅是裸機的價格，日常的維護，電費等等也絕對是很大的一筆開銷。
現在在醫院中，通常見到的就只有1.5T和3T兩種，值得說明的是T是磁場的強度單位，中文讀作特斯拉，還有另外一個評價磁場強度的單位就是高斯，他們之間的轉換就是一特斯拉等於是一萬高斯，這都是一個什麼樣子的概念，我們都知道地球也是一個巨大的磁極，赤道最近的磁場最弱，南極和北極的磁場最強，那麼具體的數值是什麼呢？赤道是0.3高斯，北極也僅僅是0.7高斯，所以，核磁共振儀的磁場就是地球天然磁場的5萬倍，這期間的差距就是叫人很可怕，同時也從其他角度說明了這個機器對技術的要求。
那麼知道它這份強大的磁場，有人也會擔心，對人體會有怎麼樣的危害呢？或者說有沒有什麼影響？實際上，核磁共振並沒有任何的放射性，所以也就不用擔心，這樣的檢查對人身有什麼危險了。
核磁共振是上個世紀80年代醫學發展起來的產物，是和CT一樣影響重大的影像檢查技術，它是現代醫學技術的頂峰之一，雖然市場一直被外國的公司把控，但是我國在探索的路上，從未停止。可還是因為發展時間和起點的原因，國產的高階核磁共振儀和國外的產品相比，有著明顯的差距，而市場的表現則會更加直觀，據有關資料顯示，在中高階的核磁共振儀中，外國進口品牌佔到了百分之七十以上。
但是我國在這條道路上依然還是有很大進步的，大家還記得前面我們介紹的核磁共振儀器是由1.5T和3T這個分類嘛？我國目前在1.5T這個級別是實現了覆蓋，因為這個磁場強度的核心技術我國以及完全掌握，但是同樣的我們知道，要想成像更清晰需要更高的磁場，而3.0T這種高磁場儀器的核心技術， 我國卻並沒有掌握，這就是中高階市場還說被外國品牌佔據的主要原因了，而隨著疫情的發生，國家對基礎醫學和醫療裝置的重視及其關注。所以科技部和國家自然科學基金設立重大專項，希望企業和研究院能有所突破。
好在在大環境的刺激下，好訊息也是是有傳來，比如練影製造的3.0探索磁共振，就是一次積極的創新，它實現了所有核心零件的自主研發，擁有中國的自主智慧財產權，這是一次成功的設計，也對我們發展自己的中高階核磁共震儀鼓足了信心。
同樣的在市場領域，雖然我國的自主裝置的擁有率很低，但是我國的進步也是十分明顯的，而且其實在認識到差距，瞭解了整個製造過程的難度後，選擇將難點逐個擊破，整個產業鏈都會有很大的發展空間，加上現在國家的號召，研究所的努力，我國的核磁共振肯定會不斷向前發展，朝著掌握核心技術到市場覆蓋更高走去。到那時候，關於人民生命安全的儀器，它的檢查標準和操作規範都會由我們自己的依據，我們真正掌握了關於健康的這份核心技術。
本期子牙童趣知識局有關核磁共振儀的故事就講到這裡，你覺得中國何時可以設計出更加優秀的核磁共振儀，以及核磁共振儀走向全面國產需要多久？歡迎大家在評論區留言討論。
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