5.0T磁共振。受访者供图

■本报记者 刁雯蕙

长期以来，磁共振是三甲医院必备的医学影像设备，也是多种重大疾病临床诊断的金标准。十几年前，我国这类高端医学影像设备的核心技术和系统工程技术整体落后，近90%的高端医学影像设备依赖从欧美进口。我国高端医学影像设备如何“突围”，实现自主可控甚至走向国际前列？

“十四五”期间，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称深圳先进院）联合上海联影医疗科技股份有限公司（以下简称联影医疗），成功研制出全球首台5.0T磁共振，并获批上市，填补了国际上持续20余年的人体超高场全身磁共振技术空白。目前，国产5.0T磁共振已在全国多家医院和机构完成装机。

磁共振的诞生不仅标志着我国在高场磁共振技术领域实现了从“跟跑”到“并跑”，再到“领跑”的历史性跨越，也展现了中国科学院团队聚焦核心技术难题，攻坚克难、勇于创新的使命担当。

迈进磁共振研发“无人区”

高端医学影像技术与装备作为重大疾病诊断的重要手段，技术研发壁垒极高，磁共振的研发更被称为高端制造“皇冠上的明珠”。10年前，我国三甲医院里的磁共振大部分来自欧美国家，高端型号动辄三四千万元，加重了患者的就医负担。

“高端医学影像设备不能只靠买，关键还得自己造。”面对我国在高端医学影像设备上的困局，中国科学院院士郑海荣接受《中国科学报》采访时强调。早在回国加入深圳先进院之初，郑海荣便开始从零组建生物医学影像团队，聚焦医学成像技术与设备的研发。

“开局一台成像仪，成团全靠埋头干”是团队最初的真实写照。实验室刚刚成立，人手短缺、设备不足，但研发进度不能等。在深圳先进院的支持下，研发团队“斥巨资”购置了一台科研专用磁共振仪器。这台设备成了团队当时最珍贵的家当，也点燃了所有人的热情。

为了造出中国人自己的磁共振，深圳先进院与联影医疗组成联合研发团队，历经多年攻关，在谱仪、射频功放、梯度功放、梯度线圈、射频发射线圈、超导磁体、快速成像等核心技术和部件上实现突破，成功研制出我国首台3.0T磁共振成像仪，实现了该设备的国产替代。

“想要做到世界领先，实现磁共振的国产替代只是第一步。”深圳先进院副院长梁栋是最早加入生物医学影像团队的成员之一。他回忆，在拿下3.0T磁共振医疗器械注册证后，团队没有止步于此，因为他们心中还有更大的目标——朝着磁共振研发的“深水区”“无人区”迈进。

在磁共振研发领域，场强越高，设备性能越好。过去20多年来，3.0T是国际上人体全身磁共振的场强上限。更高场强的磁共振，由于存在短波射频介电效应伪影和热沉积等严重问题，临床应用一直未获突破。因此，在中国科学院、科技部等的重大项目的支持下，研发团队在国际上率先选择了5.0T磁共振作为临床型超高场磁共振设备的突破口。

“对于每一道技术挑战，我们拆解、验证、重构，最终将不可能变为可能。”深圳先进院研究员李烨说。在攻关过程中，他们先后突破了超高场磁共振信号激发不均匀、能量沉积严重、成像速度慢等瓶颈，攻克了射频线圈、射频功放等核心部件，发明了超高场短波射频调制与成像技术，破解了超高场大视野全身成像难题，并创建了基于学习模型的磁共振快速成像理论与方法。

2022年，深圳先进院与联影医疗组成的产学研医联合攻关团队，成功研制出全球首款可用于人体全身超高磁场成像的国产5.0T磁共振。其核心部件和技术全部自主研发，多项指标达到国际先进水平，标志着我国成为全面掌握超高场磁共振核心技术及整机制造的国家，进入磁共振设备的国际排头兵行列。

国产5.0T看病灶更快、更清、更准

国产5.0T磁共振的获批上市，在国际上引发了广泛关注和强烈反响。相比国产3.0T磁共振，国产5.0T磁共振全面突破了分辨率、速度和成像视野等方面的技术指标，将病灶“看得更清、扫得更快、判得更准”。李烨介绍，5.0T磁共振的特点主要体现在以下几个方面。

一是成像分辨率高。设备分辨率由3.0T磁共振的毫米级提高到5.0T磁共振的亚毫米级，为肿瘤、神经精神疾病和心脑血管重大疾病的早期发现、精准诊疗和科学研究提供了重要支撑。

二是成像速度快。与传统方法相比，国产5.0T磁共振系统可用于脑中风预警的亚毫米高分辨血管斑块成像，成像时间由11分钟缩短至3.5分钟。

三是实现安全的大视野全身成像。攻关团队研制出世界首台3.5兆瓦梯度功率放大器，比进口品牌的最新产品提高了29.6%；千瓦级大功率高精度功率放大器，较现有进口设备提高75%以上，为超高场大视野全身成像提供了核心部件。

此外，攻关团队还率先建立了脑疾病、心脏、体部微小肿瘤的超高场磁共振成像临床诊断新模式，构建了国际上首个超高场全身磁共振成像临床应用体系。

这些技术突破的最终落脚点在于能否真正服务于临床。为此，攻关团队与国内多家顶尖医院紧密合作，共同开展国产5.0T磁共振的临床验证与应用探索。

例如，作为国内首批安装使用国产5.0T磁共振的医院之一，北京协和医院用它破解了不少以往难以看清的“谜题”。一位44岁的女患者因突然肢体无力前来就医。此前，患者在常规3.0T磁共振检查中并未看出问题所在，但经5.0T磁共振扫描检查，医生迅速发现了影像异常，随后确诊为危险的动脉夹层。

“3.0T系统检查分辨率仍然不够，没有发现微小脑血管的问题。5.0T系统的高分辨率成像可以帮助我们找到病因，更早进行诊治。”北京协和医院放射科主任医师王怡宁介绍。

推动我国高端医疗设备走向前列

从打破国际垄断的3.0T磁共振，到引领全球的国产5.0T磁共振，深圳先进院生物医学影像团队在科技创新的路上从未停歇。如今，他们在磁共振研发领域又有了新进展。

不久前，深圳先进院联合联影医疗共同推出了全球首款“摄像”磁共振。该设备搭载了团队首创的LIVE Imaging技术，能把磁共振设备变成一台“摄像机”，让以往静态的磁共振图像变为动态图像，从而反映人体全身组织和器官的真实运动状态。目前，该设备已获得国家药品监督管理局批准，同时获美国食品药品监督管理局、欧洲CE认证，全球同步上市。

除了磁共振，深圳先进院的劳特伯生物医学成像实验室还陈列着引领前沿的高端医学影像设备——世界首台超声深部脑刺激与神经调控仪器、国内首台高清磁兼容脑PET功能成像仪、国内首个大视野高分辨小动物显微CT、国内首款全视场口腔CT设备等。

这些“首台”“首款”成果的背后，是一支平均年龄36.9岁的多学科交叉团队。他们将个人理想融入国家战略，在科技高峰上持续攀登。

“做国家最需要的科研，创世界未见过的技术，是团队始终坚持的信条。”梁栋介绍，目前深圳先进院生物医学影像团队已发展成为一支500余人的科研力量，围绕磁共振技术研发，累计形成知识产权400余项，发表相关学术论文200余篇。

一系列关键核心技术的突破，不仅彰显了我国科研人员将核心技术牢牢掌握在自己手中的决心，更逐步重塑全球高端医疗装备的产业格局，推动我国高端医疗设备走向国际前列。