序言在关乎中国14亿人健康的医院里 , 很多关键设备都被欧美巨头拿捏得死死的 。
就比如说核磁共振仪这个 , 全世界只有德国布鲁克等少数几家公司能提供 。
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那么问题来了:
核磁共振仪是什么?
它到底厉害在哪里?
中国能不能造出来?
核磁共振仪核磁共振仪简单来说 , 就是用一个强大的磁场 , 让身体里的氢原子先排好队再解散 , 接收这期间的电磁波信号 , 再给身体内部画像 。
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磁场?氢原子?
这些都是啥东东?
不急我来具体说说啊 。
咱们人体都是由原子构成的 , 每个原子都有自己的震动频率 。由于每个原子周围都有电子环绕 , 可以看成是一个个小磁铁 。
同时人体内水的含量最多 , 而水又含有大量氢原子 。所以呢 , 核磁共振主要依靠氢原子来成像 。
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平常咱们人体氢原子都是杂乱无序的排列着 , 由于各方向磁性抵消 , 人体整体不体现磁性 。但这时候只要外界一施加强磁场 , 氢原子就会排列的整整齐齐的 。
这就好比是广场上的一群大妈 , 都是杂乱无章的 , 脸朝着哪个方向的都有 。
但是只要大喇叭一响 , 要开始跳广场舞了 , 一大群人立刻站的整整齐齐 , 脸都朝着大喇叭方向 。
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此时我们加入一个射频脉冲 , 那么与射频脉冲频率相同的氢原子就产生共振 。那么它可能震动幅度大了 , 方向变了 , 其它氢原子因为没有共振所以改变很小 。
当这个射频脉冲消失后 , 这些共振的氢原子会慢慢再恢复到原来方向和幅度 , 这个恢复过程就会有信号发射出来 , 我们检测这个信号就可以画出人体图像 。
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就好比大喇叭开始放音乐了 , 大妈们一个个都开始跳了 , 而且跳得都很嗨 。但是等到音乐一断 , 大妈们全都泄了气了 , 节奏就开始慢下来了 , 又开始变得自由散漫 。
是不是听起来好像很简单 , 但是实际上这是个很复杂的过程 。就比如上面得到的信号 , 我怎么知道它是哪个位置的 。
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就比如你要在一群广场舞大妈当中 , 要找到某某大妈 , 你肯定会通过衣服 , 长相 , 或者名字等等来判断 。
核磁共振也是一个道理 , 我们可以对每个声音增加维度坐标 , 比如X , Y, Z 轴 , 再逐个画出就得到想要的图像了 。
核磁共振难点原理看似很简单 , 那这玩意难点在哪呢?
核磁共振仪有很多组件 , 而在这其中最难的就是那个磁体 , 有多难呢?
这么说吧 , 它需要保持在目标区域中的高磁场和高均匀度 。
注意两个关键词:高磁场、高均匀度 。
要想实现这两个功能 , 关键就在超导材料上 。
同时呢 , 在提供稳定磁场的主磁体之外 , 还有调节均匀度的匀场线圈 , 还有射频线圈 。除此之外 , 还有主磁体和匀场线圈相关的低温配套设施 。
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所以呢 , 磁体占核磁共振仪成本的一半左右是有一定道理的 , 并且分辨率越高的机器 , 就需要越大的磁场 , 场强越大获得的图片越清晰 。
就比如说医院常见得核磁共振有1.5T和3.0T两类 , 这里的T是磁场强度的单位 , 中文叫特斯拉 , 还有一个评价磁场强度的单位是高斯 。
1特斯拉=10000高斯 。
那么1高斯有多强呢?
以我们熟悉的地球为例 , 地球是有地磁的 。在赤道附近的磁场强度是0.3高斯 , 北级是0.7高斯 。
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