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破局而立,向新而生 | 东软医疗磁共振的新征程

去年底,工业和信息化部等十部门联合印发《“十四五”医疗装备产业发展规划》,提出到2025年,攻关磁共振高场强磁体、低温线圈、多核谱仪等关键零部件,6-8 家企业跻身全球医疗器械行业50强。

同期,东软医疗磁共振研发中心也传来振奋人心的消息:3.01T超导磁体研发成功!而在此前的五年里,东软医疗已陆续完成1.5T超导磁体、谱仪、梯度及射频放大器、梯度及射频线圈等核心部件的研发,真正实现了该领域的全链自主可控。

磁共振被称为世界上最复杂的大型医疗装备之一,涉及的学科门类繁杂,相关研究领域曾在70多年间获得过六次诺贝尔奖,仅有少数几个国家能自主生产。

中国对其核心技术的突破,也从来不是一蹴而就,而是凝聚了大批科学家、工程师、医生等数十载的心血。东软医疗作为国内较早开展磁共振自主研发的民族品牌,用22年的坚守与开拓,一路见证了国产磁共振从无到有、从中低端向高端迈进的突破。

01、理想与初心

让中国最广大的医疗机构,都能用上高端医疗装备,是刘积仁博士决定创立东软医疗的初心。面对强大的国际竞争对手,东软依托自身优势,并整合东北大学在影像领域的科研成果,在2000年研发出第一台0.23T永磁磁共振,完成了从无到有的历史性突破,并快速实现了产业化。

东软医疗早期磁共振产品

随后,东软医疗又研发出图像和应用更加优异的0.35T磁共振,远销美、德、意、韩等数十个国家和地区,被国际用户誉为“永磁之王”。2009年,东软医疗推出首款国产1.5T超导磁共振,并在数年里多次迭代升级,在高清快速成像、高级临床应用、人性化设计等方面不断靠近先进水平。2017年,在中国医学装备协会组织的首届医学影像图像展示高峰论坛中,东软医疗磁共振获得“MR类最佳国产临床性能奖”。

东软医疗0.35T磁共振被国际客户誉为“永磁之王”

经过多年的市场耕耘,东软医疗已在全球实现了近千台装机,形成了不小的市场影响力。但在当时的行业环境下,国产磁共振仍未摆脱低质低价、恶性竞争的局面。公司意识到,要跳出这种困局,就必须要啃硬骨头,加大研发投入,打造一流团队,全面攻克磁共振核心技术,做出与国际品牌相抗衡的产品。

02、改变与突破

2017年5月,东软医疗全球磁共振研发中心正式落户上海,吹响了攻克核心技术、全链自主可控的号角。在当年的启动仪式上,刘积仁博士直言,这是东软医疗磁共振的“二次创业”。

东软医疗全球磁共振研发中心落户上海

创新从来都是九死一生,唯有勇者才能赢得最终胜利。5年,1800多个日夜,接过磁共振核心技术攻关重任的研发团队,一次次闯入技术无人区,一次次突破技术壁垒,使东软医疗成为世界上第四家核心部件完全自主研发的磁共振整机厂商。

超导磁体是磁共振成像系统中技术含量最高、成本占比最大的部件。在公司超导磁体实验室中,3T超导磁体首台样机正在进行励磁试验。磁场强度计红色仪表盘上显示着在不断的上升磁场强度值,2.7T, 2.8T, 2.9T……超导磁体静静的矗立在场地中央,表面上稳如泰山,而在磁体的真空杜瓦内却有着这自然界中几乎最低的温度— 4K(绝对零度往上4度),超导态的磁体线圈中奔腾地循环着几百安培的电流。终于,磁场强度计的度数稳稳的停在了3.01T。励磁成功了!这标志着东软医疗拥有了自主研制的3T高场超导磁体!

东软医疗自研的超导磁体

后续的详细测试进一步表明,磁体的稳定度和磁场均匀性等关键指标也完全达标!要知道,在磁共振应用中,对于磁场均匀度的要求是优于1ppm,这意味着,如果把3T磁场强度比作珠穆朗玛峰的高度,那么1ppm磁场均匀度的偏差就不能超过1厘米。东软医疗通过多年的刻苦攻关,终于实现了1.5T,3T高场超导磁体的自主研制。

东软医疗自研全数字梯度功率放大器模块

梯度链技术是提高磁共振图像质量的关键。在全数字梯度链中,高速运行的数字电路以百万分之一秒的频率不断地监控着梯度线圈上的电流变化,这些高速的0101数字码流,输入到数字信号处理器,进行精密计算,几乎同时,它们又从处理器中输出,驱动着约1000安培电流输出的大功率器件,校正着线圈上电流的微小误差——这就是东软医疗自主研制的全数字梯度链。区别于传统的梯度链技术,全数字鲁棒控制梯度链可以十亿分之一的范围内稳定地控制梯度电流误差,从而实现更清晰,更稳定的成像功能。

射频线圈是磁共振的眼睛,是接收微弱磁共振信号的最前端传感器。通常来说,射频线圈的信噪比是非常重要的指标。但是,东软医疗在实验室里进行攻关的,并不仅仅是这个指标,因为这个指标早已实现了。工程师们正在针对线圈的耐用性、易用性进行推敲和修改。“这里的角度可以再调整1度,我们然后再测试一下”,这是线圈研发负责人和临床专家在探讨如何让射频线圈不仅具有出色的性能,而且也更加亲近于病人。同时,所有的线圈必须通过10万次以上的可靠性测试,以满足最苛刻的高负荷临床使用场景。为此,工程师们创新性的应用了特制的耐弯折材料,以增加柔性射频线圈的可靠性。就是这样的一丝不苟和执着,我们造就了客户好评如潮的NeuMR AIM线圈。

东软医疗自研AIM线圈

在攻破全部核心部件的同时,东软医疗全新推出的磁共振整机系统,也开始凭借过硬的成像质量和高级应用,获得了从大三甲医院到基层医院客户的广泛好评。

03、认可与超越

2020年初,东软医疗首台基于全新平台的磁共振成像系统——NeuMR 1.5T盛世成功上市。近两年来,“盛”系列磁共振相继落户武警湖北省总队医院、沈阳市红十字会医院等大型综合性三级医院,以及复旦大学附属肿瘤医院闵行分院、衡水市脑科医院等一大批特色专科医院。凭借稳定可靠的压脂成像、定量一键脑(BrainQuant)创新应用、AIM一体化线圈,胶片打印自由排版、全流程的人性化设计等优势,盛世磁共振受到了影像专家与临床医生的一致赞誉。

东软医疗NeuMR 1.5T 盛世磁共振

在复旦大学附属肿瘤医院闵行分院的开机仪式上,中华医学会放射学分会主任委员、上海长征医院影像与核医学科主任刘士远教授说:“东软医疗盛世磁共振能在上海落地装机,充分证明设备实力得到了众多磁共振专家的认可。东软医疗的产品高品质、高标准,尤其是‘让临床更稳定,让科研更临床’非常好。”

刘士远教授给予盛世磁共振积极评价

在装机四个月顺利完成6000例扫描的衡水市脑科医院,磁共振室王芳主任直言:“东软医疗盛世磁共振设计智能,人机互动程度高,人性关怀突出,图像质量好,功能全面,设备稳定性高,比肩国际品牌,某些方面甚至实现了超越。”

在盛世磁共振广受认可后,东软医疗又相继推出NeuMR Libra盛景、NeuMR Aries盛誉等多款精品磁共振系统,不断加深自主技术在整机中的应用。同时,基于MDaaS平台,东软医疗磁共振在采集、成像、诊断等方面的智能化应用也在快速推进。更令人期待的是,随着自主研发的新一代光纤分布式平台导入使用,东软医疗首台全自研、全数字磁共振系统,也将在4月初的CMEF上亮相。

热爱可抵岁月漫长,坚守可挡艰难时光。从0.23T到3.01T,从系统集成到自主可控,20余年奋斗,成功曙光初现。但东软医疗深知,从攻克核心技术到实现进口替代,绝非一朝一夕之功,更离不开产学研医各界的深度协同。在国家科技自立自强战略指引下,让我们携手共赴下一段征程!


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