西门子医疗携手ASG！10.5T磁共振将落地中国

器械之家 2024-04-15

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今日，超导体公司ASG Superconductors（以下简称“ASG”）发文宣布，已与西门子医疗签署了一项合作协议。根据协议内容，双方将合作共同开发更清晰的超高场MRI系统，用于开创性的大脑研究。

据悉，合作的第一个项目是向中国安徽综合国家科学中心交付10.5T磁共振成像系统。该成像系统的磁体部件将在ASG位于意大利热那亚的工厂制造并进行全面测试，而后运送至西门子位于合肥的工厂，由西门子医疗集团进行系统的集成和安装。

双方签署统包合同

西门子医疗磁共振负责人Arthur Kaindl表示“过去订购7T以上系统的客户必须分别订购磁体和电气集成。此次合作，是我们第一次以统包的模式提供这些超高频系统。这将为我们的客户在项目管理方面来带巨大改进，这是突破7T以上磁共振极限的关键一步。”

基于其在技术和科学研究方面的成功经验，西门子医疗和ASG决定联合起来，为超高场MRI市场提供场强超过7T的成像系统。这些成像系统经过全面测试，并提供明确的手术处方和与之匹配的总体保修。

西门子医疗的MRI研发之路

在磁共振的研发上，西门子医疗一直是走在行业的最前沿。20世纪80年代，当第一批超导磁共振逐步开始走向成熟，西门子第一款医学影像超导磁共振MAGNETOM也于1983年正式发售，而磁共振的故事也从这里开始。

1999年，全球第一台7T磁共振原型机安装在美国明尼苏达大学，由西门子公司与明尼苏达大学合作研发；
2002年，全球第一台科研用7T磁共振（西门子）安装于美国麻省总医院；
2005年，全球第一台具备Tim技术的7T磁共振MAGNETOM 7T（西门子）诞生；
2006年，主动屏蔽7T磁共振技术（西门子）推出；
2007年，全球第一台9.4T磁共振（西门子）安装于德国Tubingen；
2014年，全球第一台10.5T和11.7T磁共振（西门子）诞生；
2015年，西门子发布第一台可同时用于临床和科研的7T磁共振MAGNETOMTerra；
2017年，西门子医疗在明尼苏达大学CMRR成功安装了第一台人体用10.5T磁共振，并进行了患者扫描。

西门子作为高端影像巨头之一，从7T磁共振获得欧盟CE和美国FDA认证，再到10.5T磁共振和11.7T磁共振装机测试。直至目前，全球超过80%的7T磁共振设备由西门子提供，用户数量超过80家。

这80余家超高场用户形成了全球最大的超高场医学转化联盟。西门子医疗作为纽带，与联盟中的成员定期交流、互通有无，为超高场事业的发展做出杰出贡献，证明了其实至名归。

超场强MRI到底有多强？

这些超场强MRI和咱们医院现有MRI的本质区别是磁力强度的不同。一般的医院MRI磁力是1.5T或者3T，但是这些超级MRI的磁力在10.5T或者更高。

以目前市面上流行的7T磁共振为例，它不仅能开展精准脑功能研究，还能探索各种疑难病症的全新生物标志物（BioMarker），得益于场强提升带来的图像信噪比 (SNR) 以及特定应用的对比噪声比 (CNR)的增强，磁共振图像中能够识别出常规3T和1.5T无法分辨的组织结构。

以下图的PD成像为例，德国癌症研究中心的研究展示了7T（左侧）和3T（右侧）的高分辨图像。与3T相比，7T图像能够轻易识别出红核与黑质等重要颅内核团，为神经退行性疾病等脑病诊断提供更加清晰的影像学BioMarker。

而10T级别的机器比7T的显像效果高上两倍，能够称之为真正的超级“大脑显微镜”。

此外，与水成像类似，人体内其他核素（如钠，钾等）同样可以通过磁共振获得信号。这些核素可直接提供传统解剖像无法获取的组织pH值、离子平衡以及脑氧含量等信息，从而帮助诊断。

然而与水成像不同的是，这些核素密度低、含量少，很难在常规1.5T和3T上应用于临床。超高场技术完美解决了这个问题，使众多核素作为疾病诊断的全新BioMarker变成可能。

西门子7T多核平台获得的23Na成像

参与“人造太阳”的超导体公司

ASG Superconductors是一家世界级的超导体公司，自创立以来ASG的超导体技术就一直走在该领域的前沿。并以实现科学研究为重要目标做出了许多贡献，例如发现了希格斯玻色子，并为欧洲核子研究中心的大型强子对撞机提供了磁体。

此外，其参与世界上最重要的项目合作如“ITER”和“JT-60SA”，推动了核聚变领域研究的进展。现如今该公司已经是科学研究和工业领域磁铁生产的全球领导者，并更有效地发展二硼化镁（MgB2）线材和MRI业务。

ITER计划

ITER，即国际热核聚变实验反应堆。ITER计划是目前世界上仅次于国际空间站的又一个国际大科学工程计划，又被称作“人造太阳”计划，采用类似太阳发光发热的原理，让氘和氚在超高温条件下发生核聚变反应，产生巨大能量，由此为人类产生可持续的清洁能源。该项目开始于1985年，目前有欧盟、中国、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度参加。

2017年5月，世界最强大超导磁铁在意大利西北部拉斯佩齐亚问世，该产物是ITER的核心装置之一，也是ITER最重要的18个环向磁场圈之一。

这些环向磁场最终会产生一个巨大的磁场，能够在1.5亿摄氏度时产生核聚变反应。当电流达到6.8万安时，这些装置将产生11.8T的磁场，比地球磁场强大约100万倍。这18个环向磁场圈将以产生的巨大磁场压缩等离子，并提高其密度，从而为启动核聚变创造必要条件。

世界最强大超导磁铁的研发无疑是推动ITER计划的一大重要成果，标志着人类向“人造太阳”又迈进了一步。而研发出这个庞然大物的正是ASG集团。

大脑特异性超高场11.74T MRI

目前，嘉泉大学吉尔医学中心（GUGMC）正在开发世界上第一个同步多通道/多核11.74 T系统，以用于其与ASG集团联合开发的大脑特异性超精密11.74T MRI设备。其核心部件11.74T MRI磁体也是来自于ASG集团。

据悉，使用11.74T MRI获得的脑图像预计将比标准1.5T MRI获得的图像详细近10倍。可为研究人员提供大脑结构的超高分辨率图像，为帕金森病、阿尔茨海默病、中风等神经退行性脑疾病的早期诊断和治疗提供依据。

MROpen EVO

值得一提的是，目前业内最先进的开放式磁共振设备，是由ASG设计的“MROpen EVO”。其采用高温无氦超导二硼化镁(MgB2)磁体技术。

据悉，MROpen Evo 是唯一提供脊柱和关节正立成像的超导 MRI 系统，允许使用完全负重方法扫描患者。其最大亮点在于可以让患者进行多体位磁共振检查，患者可以在轻松舒适的环境中以站立位、坐位、弯曲或卧位进行全面的 MRI 检查，绝对是幽闭恐惧症患者的福音。

超高场MRI市场正在增长

自1984年美国FDA批准医用磁共振成像设备用于临床以来，医用磁共振设备市场已历经了四十多年的发展。随着MRI技术日趋成熟，应用范围日益广泛，目前已经成为医学影像技术中一种不可或缺的重要诊断手段，广泛应用于帕金森氏症、多发性硬化症以及癌症的诊断。

据报告指出，2020年全球MRI市场规模达到93.0亿美元（约合人民币661亿元），预计其规模2030年将达到145.1亿美元，年复合增长率为4.5%。

国内MRI设备行业景气度较高，2020年中国MRI市场销量1,542台，市场价值约89.2亿元，预计到2030年将增长至244.2亿元，年复合增长率为10.6%。

从市场占有率来看，MRI设备市场外资品牌占市场72％份额。2020年中国MRI设备市场销售额前五企业分别为西门子、GE、飞利浦、联影和东软，约占全部销售额87.5%，市场集中度较高。其中“GPS”三巨头销售额占比72.1%，国内品牌占有率27.9%。

从场强来分，MRI市场分为低，中和高场强。低场强MRI机的场强低于1.5T，中场MRI机的场强范围从1.5T到3T，高场MRI机的场强在3T以上。报告指出，中场强市场部分在 2021 年占据最大份额，预计在预测期内将出现显着增长。

综合考虑，临床的需求正在推动磁共振技术朝着更高信噪比、更高分辨率和对比度以及更快成像速度的方向发展，这就需要更高的场强。目前在临床应用的超高场磁共振主要有7T、5T磁共振，下面我们简单介绍一下几款磁共振。

西门子医疗MAGNETOM Terra

据了解，相较于传统的7T磁共振，MAGNETOM Terra的重量减少了50%，在20吨左右，采用了西门子牛津磁体公司全新设计的磁体系统，新的磁体采用了独特的设计和热平衡材料，最大限度的减少了核心部件间相互作用；还具有更稳定的结构，更高的磁体稳定度、更佳的静态磁场均匀度和动态磁场均匀度，从而为临床带来更高的图像质量。

此外，MAGNETOM Terra在业界首次实现了两倍于传统7T的超强梯度性能，实现超快速、超高效、超高分辨功能磁共振成像；而Tim 技术，可以获得超高通道数的独立射频数据接收能力，为临床提供了更为强大的系统采集能力。

GE医疗的SIGNA 7.0T 磁共振

GE医疗的SIGNA 7.0T 磁共振系统配置超高场磁体技术、60厘米孔径，功率是大部分临床系统的5倍左右。此外，SIGNA 7.0T磁共振采用了GE最强大的全身梯度线圈UltraG梯度技术，可实现超高场强的成像速度和分辨率。SIGNA 7.0T磁共振另一个特色是其精密的射频发射和接收架构，能够提高图像质量和研究的灵活性。

软件方面，SIGNA 7.0T磁共振SIGNA Works应用平台，为临床医生提供最先进的应用程序，比如用于自动切片定位的 AIR x brain和Silent MR 成像这样基于深度学习的平台工具。

联影uMR Jupiter 5T磁共振

2021年7月1日，国产影像企业联影医疗技术集团与上海复旦大学附属中山医院开启了首款国产全身5T磁共振设备uMR Jupiter的临床试验合作。全球首款人体全身5.0T磁共振uMR Jupiter首次突破了超高场磁共振局限于脑部成像的限制，实现超高场全身临床成像！在神经系统成像方面，uMR Jupiter更是比肩更高场设备，可为脑小血管疾病与退行性病变提供更多诊断信息。此外还有9.4T动物磁共振如下图。

在不久的将来，10.5T MRI就能够落地中国，这无疑会推动国内超场强磁共振技术更进一步。未来，其将带来何种表现？器械之家拭目以待！

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