点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术
首页> 光明科普> 视频 > 正文

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

来源:光明网2025-09-08 15:11

当你翻看特殊的“生命初记录”——

或许是胎儿在母体中的“踢腿”影像

或是医生凭借影像从身体信号里揪出早期病变的蛛丝马迹

这些“看透身体”的能力

都来自一台白色的“生命守护者”

核磁共振仪

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

它无需开刀、没有辐射

却能穿透皮肤

清晰呈现大脑神经纤维、心脏跳动节拍、血管细微变化

可谁能想到

这项改变世界的技术

中国曾整整落后了40年

 

很多人听到“核磁共振”会担心有“核辐射”

其实是个误区

要搞懂核磁共振技术

我们可以将其拆分开来理解

“核”指的是原子核

“磁”即强磁场

“共振”的原理类似摆钟

当外界施加的振动频率与摆钟的固有频率一致时

摆钟的摆动幅度就会变大

因此,核磁共振的核心

就是让原子核在强磁场中发生“共振”并产生信号

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

人体约70%的结构由水构成

水中的氢质子就像一个个杂乱无章的小磁针

平时因方向混乱而不表现出磁性

而核磁共振仪相当于一个“超级大磁铁”

其强磁场会让这些氢质子整齐“列队”

当设备发射射频信号,使氢质子“共振偏转”

当射频信号停止后,氢质子会逐渐“归队”

这个过程中会发出微弱信号

这些信号就是医生看到的影像来源

不同组织如肌肉、脂肪、肿瘤中的氢质子

“归队”速度不同

由此产生的信号差异

最终会勾勒出能呈现人体内部情况的“内部地图”

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

磁共振技术堪称诺贝尔奖的“大赢家”

从1944年到2003年

先后有6位科学家因相关研究

获得物理学、化学和医学奖

见证这项技术从微观理论

到生命科学应用的伟大跨越

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

1977年,当国外拍出世界首张人类核磁图像时

中国在这个领域还是一片空白

此后的数十年间

国外核磁共振技术飞速发展

从实验室走向医院

从黑白图像升级到高清彩色

从单一功能拓展到多元化应用

而那个年代

中国医院想要拥有一台核磁共振设备

只有一条路可走——进口

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

国外巨头牢牢控制着技术和市场

彼时的中国,不仅要斥巨资采购设备

更要被动承受技术依赖带来的种种不便

设备坏了,只能等外国工程师维修

零配件断货,只能被迫停机

维修价格,完全由对方说了算

 

这种被动局面的根源在于核磁共振的核心技术

超导材料、精密制造、复杂算法等关键环节

每一步都有着极高的技术门槛

形成了难以突破的技术壁垒

 

核磁共振是个极其复杂的系统

核心的超导磁体如同设备的“心脏”

内部多根超导线需要浸泡在零下270摄氏度的液氦中

才能稳定产生成像所需的强磁场

射频系统是信号的“收发站”

既要发射能激发氢质子的射频信号

也要接收氢质子共振后产生的微弱信号

梯度系统则像“定位仪”

精准区分信号来自人体的哪个部位

为成像提供关键的空间定位

谱仪堪称系统的“中枢神经”

能精准控制射频系统与梯度系统协同工作

最后由计算机系统将接收的信号重建、拼接

最终形成医生可清晰解读的临床影像

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

20世纪80年代起

中国科研团队踏上自主研发之路

第一步就面临关键选择:

做多大磁场强度的设备?

场强单位“T”(特斯拉)决定了成像清晰度

以地球磁场为例,其场强约为0.00005T

微弱如黑夜里萤火虫的微光

医院里常见的1.5T核磁设备

磁场强度如同家用探照灯

3T设备就像户外搜救用的专业搜索灯

5T设备的场强更是地球磁场的10万倍,堪比强光探照灯

磁场越强,“照”得越清

能捕捉到的人体细微变化就越多

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

研发初期

1.5T核磁的市场最大、技术难度较低

成为中国核磁技术突破的“起点”

而后,3T核磁也成功落地

团队相继推出全球最大孔径的75厘米Omega3T

 

随着核心技术逐步攻克

科研团队萌生出一个大胆想法

既然已经掌握了核心技术

为什么不能超越国外

做出更先进的设备呢

 

于是,一个看似“疯狂”的目标被提出来

直接跨越到5T

这在当时几乎是一项不可能完成的任务

因为全世界都没有成熟的5T全身核磁共振设备

中国科研团队决定闯一条新路

 

从超导磁体的液氦控制

射频信号的精准接收

梯度系统的定位精度优化……

工程师们反复调试参数、优化算法

攻克了一个又一个的技术难关

2021年,联影医疗推出全球首台5T全身核磁共振仪

它的优势肉眼可见

一天可完成约100个部位检查

效率是传统设备的2-3倍

成像分辨率大幅提升

为患者争取了宝贵的治疗窗口期

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

从1977年世界首张核磁图像诞生

到2021年中国5T设备领跑世界

近半个世纪里

中国从技术空白到自主研发世界领先设备

不仅是科研人员的日夜攻坚

更见证着民族医疗科技的崛起

【智造未来】高磁建场 医影革新——超高场全身临床成像技术

磁场强度的每一次升级

都是疾病早期预警能力的突破

设备的每一次迭代

都可能改写患者的生命轨迹

未来,这台高磁“透视眼”

将成为守护大众健康的“先知者”

让疾病无所遁形

 

  《智造未来》系列科普视频每集聚焦一项近年来我国进行科研攻关的关键核心技术,通过专家访谈、实地拍摄、动画演绎等多种形式,结合多样化的表现手法,以技术的演进路线为主轴,通俗阐释其对产业变革、经济发展、社会进步的深远影响,呈现一堂永不落幕的“科学公开课”,吸引更多年轻人奔赴科技的“星辰大海”。

出品|中国科学技术馆

摄制|光明网

特别鸣谢|上海联影医疗科技股份有限公司

[ 责编:张梦凡 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 第二艘国产大型邮轮计划3月20日出坞

  • 北京至雄安新区开通定制快巴

独家策划

推荐阅读
分享几个故事,一起走进地球科学的世界。
2026-03-16 18:39
工业和信息化部、财政部、国家发展改革委日前印发《关于开展氢能综合应用试点工作的通知》。通知提出,通过城市群试点,将氢能应用场景由燃料电池汽车向交通、工业等具备条件的多元领域拓展。
2026-03-17 09:35
图为3月16日在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的神舟二十一号乘组航天员工作的画面。据悉,张陆已累计进行6次舱外活动,成为目前在舱外执行任务次数最多的中国航天员之一。按计划,飞行任务期间还将实施航天员乘组出舱活动,持续开展相关科学实验与技术试验。
2026-03-17 09:35
OpenClaw类智能体出现有标志意义,但仍需从严把控安全风险,未雨绸缪引导科技发展向上、向善。
2026-03-17 09:34
近日,“今明两年或成历史最热年份”“地球或将迎超级厄尔尼诺现象”等相关话题冲上网络热搜,引发公众广泛关注。“总体来看,今年下半年赤道中东太平洋处于厄尔尼诺状态的可能性较大,但目前尚无法准确预测其具体形成时间和总体强度。
2026-03-17 09:34
水利部水文司司长刘志雨介绍,2015年9月,水利部和自然资源部按照“统一布局、分工协作、避免重复、信息共享”原则,联合启动实施国家地下水监测工程。未来十年,国家地下水监测站网将更加科学、全面、精准地守护国家水资源安全,为精打细算用好水资源,从严从细管好水资源提供坚实保障。
2026-03-17 09:34
该学院依托浙江大学建立,旨在积极推动全球发展倡议落地见效,切实破解全球发展进程中的瓶颈性难题,有效凝聚多方智慧与力量,推动各国共同发展。
2026-03-16 12:35
他们用郭守敬望远镜光谱数据锁定目标对象,结合盖亚空间望远镜的高精度天体测量数据拼出基本“轮廓”,再用EBHIS射电巡天数据勾勒出星团周围的气体环境。他还公布了星团中最亮恒星的精确坐标——赤经01:50:46.6和赤纬+56:25:25.8,供天文爱好者定位追踪。
2026-03-16 09:32
不久前发表在《细胞》的研究,可能是张保才研究员与老师周奕华研究员科研生涯迄今“最高光”的时刻。张保才就在这一年到遗传发育所攻读博士,机缘巧合地进了这个新课题组,成为周奕华的“开山弟子”。
2026-03-16 09:31
回顾过去一年,“AI仿冒名人带货”“职业弹幕人”操控舆论、“大数据杀熟”等新型骗局取代传统假货,成为投诉“重灾区”。
2026-03-16 09:28
记者从中国航天科技集团获悉,2026年3月15日21时22分,我国在太原卫星发射中心使用长征六号甲运载火箭(又名长征六号改运载火箭),成功将遥感五十号02星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-03-16 09:27
酷暑难耐,即便身着薄衣,人还没动,汗先下来了。邹如强介绍,为验证实际调温效果,团队还将相变纤维织造成衣,并进行了多场景真人穿戴测试。
2026-03-16 09:21
多牵头国际大科学计划  牵头组织实施国际大科学计划,是中国推动世界科技创新、应对全球共同挑战的重要路径,也是深度参与全球科技创新治理、加快建设科技强国的战略举措。
2026-03-13 10:03
12日,十四届全国人大四次会议表决通过了《中华人民共和国生态环境法典》。非洲“绿色长城”毛里塔尼亚国家署官员艾莎·穆罕默德·布哈里·娜迪称赞说,生态环境法典体现了中国系统性应对生态和气候问题的“长期坚定承诺”。
2026-03-13 10:02
谈及国际深海矿产开发局势,孙黎表示,当前全球深海采矿虽处于试验阶段,但各国布局势头迅猛,竞争日趋激烈。潘越建议,司法应该向社会积极传递“损害必偿、犯罪必究”的清晰信号,为海洋经济高质量发展清淤护航。
2026-03-13 10:12
当春风拂过河套平原,“沉睡”一冬的黄河“醒了”。
2026-03-13 10:08
3月12日,十四届全国人大四次会议表决通过《中华人民共和国生态环境法典》。根据代表意见,法典中增加了关于鼓励和引导使用再生水、推进生活节水的规定,并对未经批准擅自取用地下水的违法行为提高罚款上限。
2026-03-13 10:04
助力人与自然和谐共生  “十五五”时期,推进长江经济带发展、黄河流域生态保护和高质量发展,是一项重要工作。
2026-03-13 10:03
光明日报北京3月12日电 记者张晓华12日从国家航天局获悉,天问三号火星取样返回任务通过前期的技术攻关和深化论证,相关关键技术均取得突破性成果,工程主线正在开展初样研制,计划今年转入正样研制阶段,各项工作进展顺利。
2026-03-13 10:02
电子的单向开关,奠定了现代信息社会的基石。“在单原子层厚的石墨烯上,刻出一个大小精确、形状不对称的孔,无异于在头发丝上雕巨型画作。
2026-03-13 10:01
加载更多