2008年万东医疗 “T-wins图威” 0.5T磁共振推出记

　　北京奥运会上，中西合璧的“金镶玉”奖牌，打破了以往的传统做法，在奥运奖牌上使用了两种不同的材质，将玉石镶入金属奖牌，突出了北京奥运会的特色，也体现了中华民族自古以来以“玉”比“德”的价值观。中国人用自己特有的热情为现代奥林匹克运动书写了新的篇章，给了世界一个惊喜；中国博大精深的文化犹如洁白无瑕的玉石，赋予了传统无穷的魅力。

　　在磁共振领域，万东医疗也在叙写着“金镶玉”的传奇……

　　2005年9月在北京市科学技术委员会的委托下，北京万东医疗装备股份有限公司承担了《数字化开放式永磁0.5T磁共振成像医疗诊断系统研制》的任务，从那个时候起万东磁共振事业部的每个员工都焕发出无限的热情投入到0.5T磁共振的研发和生产任务当中。完成了开放式永磁磁体设计、高性能动态有源屏蔽梯度系统设计和制造、多通道并行采集接收线圈设计和制造、数字化多通道并行采集式磁共振成像谱仪的联合开发、多种成像功能设计和实现等多项任务，这些设备和技术的成功研发都有着它们各自的闪光点，对于民族磁共振成像事业有着跨时代的意义。它宣告了国外厂家垄断专利技术年代的结束，并将告别传统的以特斯拉为单位衡量磁共振的年代。

　　众所周知，特斯拉是衡量磁共振场强的单位，是区分高场、低场的主要指标。这些年来，医用磁共振技术在中国迅猛发展，万东医疗的磁共振研发团队就是这方面的杰出代表。当传统的场强单位特斯拉T与我们全新的自主专利技术T（Technology） 相结合的时候，犹如中国的玉石镶嵌在上一样，已经焕发出它美奂美仑的光彩！

　　万东医疗2008年推出的这款全景开放式永磁磁共振，在俯视角度看起来像个英文大写的T字。这款T型磁共振不仅以0.5特斯拉（0.5T）的场强位列低场磁共振之首，更以万东医疗的磁共振专利技术（T）格外引人瞩目；两者经过“To a T”的设计理念，互相融合，交相辉映。两个不同单位的T叠加后，其临床应用、图像质量、信噪比、扫描速度都已经达到、甚至超过1.0T超导磁共振水平。

　　下面我们将就万东这款“T-Wins图威”磁共振系统中的专利技术T做详细的解释。

　　（一）首先，让我们先来看看T型磁共振的磁体设计。“T-wins图威”的主磁体是整个成像系统的基础，通过严谨的理论计算和十比一比例模型的模拟实验，终确定使用双柱形全开放设计，使磁体实现了全景开放，达到了传统磁共振成像系统的极限开放度。医生可以通过任意角度近乎无限地与患者接触，减少了患者的幽闭感，为未来的介入治疗提供了可靠的平台。它采用特有的360度全景开放式磁体造型设计，整个磁体“一”字拉开，气势恢宏，浑然大气；而在细节上也绝不缺少人性化的体贴和关爱：万东医疗特有的病人陪护系统分布在磁体的四个边角，这四个凹下去的平台不仅可以为磁共振介入手术的医生提供宽阔的操作空间，还可以让患者的亲人陪伴在四周，安静的接受磁共振检查。

　　“T-Wins 图威”还采用特有的磁体自恒温技术，使得40CM球体上的磁场均匀性保持在2.66PPM，温度漂移控制在0.36ppm/h之内，所有参数均达到了国际先进水平甚至优于同类产品的性能。自恒温技术保证了磁体的温度稳定性，它不仅消除了外界温度对图像质量的影响，使患者也告别了冷冰冰的磁共振检查过程。
在材料上选用高磁导率、高阻值的非晶软磁材料作为防涡流层，大程度抑制了涡流的产生，从而大大提高磁共振系统的成像质量。整个磁体匀场设计采用机械匀场、被动匀场以及主动匀场三个步骤，大程度上保证了主磁场的均匀性；在被动匀场中还采用自动匀场软件进行指导，大大提高了匀场的效率和质量，也减免了用户保修期后复杂的匀场维护工作。“T-Wins图威”采用全新的电动三维运动床台，极大地方便了患者接受磁共振检查，也使医生的操作定位易如反掌。 

　　（二）“T-Wins图威”高性能动态有源屏蔽梯度系统设计和制造。在梯度线圈的设计当中采用了解析变换反演结合目标场的算法，通过非线性优化迭代算法得到线圈的连续电流密度分布，终运用流函数法将电流密度分布转化为实际的导线分布。在设计当中加入了有源屏蔽的约束条件，从而抑制了涡流的形成，解决了困扰永磁磁共振成像系统的大难题。按照上述高科技设计制造完成的梯度线圈具有低电阻、低电感、高场强、高切换率、高线性度和有效抑制涡流的特点，不仅仅提高了系统的成像效率，还轻松实现了许多制造商难以企及的无极层厚调整、双斜面定位等功能。其中，层厚的无极调整使微小病灶的及时、早期检出率提高了20%以上，双斜面扫描定位减少医生的重复劳动50%以上。

　　（三）“T-Wins图威”多通道并行采集接收线圈设计和制造技术。传统的低场磁共振系统都采用单通道或正交通道技术进行信号采集，然而在国际上多通道、并行采集已经成为了磁共振成像发展的方向。由于线圈调谐、解耦当中存在的困难，到目前为止，国内磁共振厂商都没有能力设计和制造多通道接收线圈。
    
　　在设计过程当中应用大型电磁场计算软件HFSS 对布线进行模拟，并通过反复论证、试制终获得了适用于人体各部的四通道接收线圈，其中头颈联合线圈、胸颈联合线圈为国内首创。实际的成像结果表明，多通道并行采集线圈高信噪比提高了30%以上、成像速度加快了10% 以上、成像范围扩大了20%以上。

（四）“T-Wins图威”数字化多通道并行采集式磁共振成像谱仪的设计和制造是万东医疗特有的另一个独特的技术优势。核磁共振成像谱仪是整个磁共振成像系统的控制中心，也是知识产权含量高的部件，由于它和系统的成像功能紧密结合，所以国外大厂商成熟的系统都拥有自己的谱仪。而国内的磁共振厂商由于技术力量不足等诸多原因都是完全依靠进口谱仪来完成系统的搭建，这严重制约了民族磁共振事业的发展。

　　结合“T-Wins图威”磁共振成像系统的项目，万东医疗依托北京大学和美国专业技术公司，对磁共振成像谱仪进行了联合研发。这款具有自主技术、美国定做的、多通道并行采集式的磁共振成像谱仪，应用DSP、FPGA进行射频波形的合成、射频相位的调制、梯度波形的发生、信号接收的解调以及序列时序的精确控制，将模拟信号进行解调数字化之后通过PowerPC上的高速FIFO对数据进行上传存储，同时在信号接收模块上进行扩展。

　　通过对前置低噪声射频放大器、数字采样滤波器以及整体谱仪电磁兼容的仔细设计，终得到图像的信噪比要比在相同测试环境下通过同类进口谱仪获得图像的信噪比高15%以上。数字化多通道并行采集式磁共振成像谱仪的研发成功说明万东磁共振已经走在了民族医疗磁共振成像行业的前列，打破了国外公司对此核心部件的垄断。

　　（五）基于上面的多种技术，“T-Wins图威”0.5T 磁共振系统实现了多种成像功能。在多通道线圈和多通道谱仪的支持下使软件多通道合成成像成为了可能，利用测量线圈每个通道在成像区域的不同敏感度可以对各个通道的图像进行有效的加权处理，在特定的切片位置尽可能多地使用信噪比较好的线圈所得到的图像，这样终合成图像的信噪比综合了应用所有四通道图像的信噪比，使四个通道的信号都得到了有效的利用。实际成像实验证明，合成图像当中的信息量已经接近四通道图像所有信息量之和，也就是说对于四个通道的有效图像信号进行了完美的合并。另外，在实际成像过程当中我们还通过SENSE、GRAPPA等算法加快了磁共振的成像速度。在成像功能上除常规序列成像方法之外，“T-Wins图威”多通道磁共振系统上还集成了单次激发成像序列、半傅立叶扫描、水脂分离等多种成像方法。结合功能强大的扫描成像软件，我们可以对任意位置的病灶进行任意方位的扫描，并且开放了所有参数，使医生在临床上进行进一步的成像方法研究成为了可能。

　　在上述各个分系统十分优异的前提下，将整个系统优化组合，让高特斯拉的场强与自主的专利技术形成合力，达到佳状态，是必须攻克的难题。而且，在研发过程中，我们汇集了一大批来自国内、国外，清华、北大，临床、电子等各种各样的科学家；如何将这些不同单位的T镶嵌在一起，成为一个T，也是我们研发过程中大的课题。万东医疗的研发团队历经三年的奋斗，在与国外科学家的反复交流后，终于将这款T-wins磁共振推向市场，并且完全摒弃了单纯场强方面的改进，而是在场强提高的基础上镶嵌入了自己的专利技术！在与国外磁共振的科学家交流的过程中，他们称赞我们的研发团队有着“To a T”精神：它的英文原意是丝毫不差、严谨认真的意思。研发的攻坚阶段正值奥运会在北京的召开之际，国外同行也同样用“To a T”来形容他们看到的奥运会金镶玉奖牌制作过程时的感慨。

　　正是秉承了“To a T”的设计理念，有了诸多自主技术的支持和大家的通力合作，才使得“T-Wins图威”的整体系统就犹如金镶玉的奖牌一样，必将成为永磁磁共振中的经典作品。

　　“T-Wins图威”0.5T磁共振产品是两个T互相融合的产物，就像金镶玉的工艺一样，它传承了万东医疗对于客户价值和产品价值理解的过程。我们有理由相信，当万东医疗的这款“T-Wins图威”镶嵌在医院影像科的时候，它必将如奥运的一样，留给所有人无限的展望空间

【编 辑:侯 婷】