全球首台可旋转的双姿态核磁共振成像仪有望落户宁波诺丁汉大学

Please scroll down for the English version -UNNC research team to introduce the world’s first 1.5T rotatable dual-gesture cryogen-free MRI.

眼下，全球液氦价格持续飙升。作为核磁共振超导磁体的理想冷冻气体，液氦在核磁共振成像仪（MRI）的用量占用了全球氦气供应的近25%。然而自然界中氦资源含量极微，氦已然是重要的战略资源，全球氦资源中国仅有0.2%。因此，近年来全球各大科研机构和磁共振生产厂家都不遗余力探索研发少液氦乃至无液氦超导MRI系统。

令我们振奋的是，近日，由宁波诺丁汉大学、宁波高思超导技术有限公司、鑫高益医疗设备股份有限公司、浙江大学医学院第一附属医院、中国科学院大学宁波华美医院联手攻坚的2019年科技部重点项目“1.5T无液氦低温超导磁体技术研发”取得阶段性突破。

“我们成功研发了1.5T-Alpha全身型无液氦超导磁体，现已稳定运行了一年，证明了该技术的可行性”，项目课题负责人，宁波诺丁汉大学医学影像中心主任王成波说，这台超导MRI磁体以成本低、安全性高的铜带代替了原来的冷媒液氦，通过直接传导冷却技术制冷。团队自主开发了无液氦磁体结构设计、超导开关设计、超导结头设计、冷却网络设计等关键核心技术，使得医用MRI系统彻底摆脱了对液氦的依赖。

按照测算，五年内，如替换常规磁体，可节省60亿元液氦费用。项目成功后磁体预期销售收入约6亿元，MRI预期销售收入约5亿元。

王成波介绍，在整个项目中，宁波诺丁汉大学承担的主要课题是无液氦MRI创新新需求和新应用研发。随着全身型无液氦超导磁体的研发成功，一系列原来受困于液氦物理性能的MRI研究将有诸多新的突破。比如可移动MRI，站姿下多器官MRI的受力态成像等等。

“

原来我们只能以躺卧姿进行磁共振扫描，无液氦冷却技术壁垒的突破使得磁体旋转成为可能。

他提到，站立姿下的MRI成像在血流灌注、脊柱成像等领域的临床研究上有突出的意义，如常见的“椎间盘突出”的站立姿MRI评估。此外，新冠肺炎主要攻击肺部，这台可旋转的MRI与超极化惰性气体MRI结合也将为肺部疾病的诊断和愈后评估提供全新的理解和新的研究视野。

目前团队正在全力研发一套1.5T可旋转双姿态（躺卧姿或站姿）无液氦MRI，这应该是世界上第一台临床可用的全身型可旋转MRI。这台机器有望在明年落户宁诺，与中心现有的MRI设备形成研究矩阵。“诺丁汉大学医学影像中心闻名世界，其创始人彼得·曼斯菲尔爵士建立欧洲第一台全身型MRI，于2003年分享了诺贝尔医学奖。我们也希望跟随前辈的脚步，在宁波分中心为MRI的发展做出一份贡献。”

据悉，王成波和他带领的团队还在研发可移动部署MRI。无液氦MRI磁场可以轻易地开启或关闭、不需要失超管、无爆炸危险，这意味着它可以在狭小或封闭的环境中安装和使用，可用于舰载、车载等场景中，这将大幅助推未来移动医疗的发展。

人物名片

王成波，现任诺丁汉大学医学影像中心宁波分中心主任、宁波诺丁汉大学电气与电子工程副教授。1999年、2002年在清华大学获得学士和硕士学位，2007年获美国弗吉尼亚大学生物医学工程博士学位并任美国费城儿童医院核磁物理师，2008年任弗吉尼亚大学放射系助理教授。在美国时，他曾成功研发出一种新型氦气弥散核磁共振成像方法，大大推动了肺部哮喘疾病领域的研究。他也因此在第16届国际核磁共振学会年会上获得青年科学家临床医学奖。这是中国学者首次获得该奖项。

王成波于2013年回国加入宁波诺丁汉大学。期间，他与中国科学院大学宁波华美医院建立紧密联系，共同推进MRI新技术的临床应用；与本地MRI制造商宁波鑫高益医疗设备股份有限公司进行密切合作，为企业解决技术难题，培养MRI人才，与企业一起推动医疗MRI装备在宁波的发展。2018年，他推动诺丁汉大学医学影像中心建立宁波分中心，领衔开展超级化惰性气体核磁共振、盐成像、快速食品检测三大领域的技术创新与应用合作。

UNNC research team to introduce the world’s first 1.5T rotatable dual-gesture cryogen-free MRI

Recently, the research project titled with"Development of 1.5 T cryogen-free superconducting magnets" has achieved a phased breakthrough and UNNC is expected to introduce the world's first 1.5T rotatable dual-gesture magnetic resonance imaging (MRI) scanner soon.

This is a collaboration project among UNNC, Ningbo Gaosi Superconducting Technology Co. Ltd, Ningbo XinGaoYi Medical Equipment Co. Ltd, the First Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine, and China Academy of Sciences University Ningbo Hwamei Hospital (Ningbo No.2 Hospital), and the project is funded by the Ministry of Science and Technology of China.

Helium, a rare gas and a by-product of natural gas industry, is the ideal cooling medium to achieve the extreme-low temperature in MRI, but has become strategic material and experienced a rocketed price rise in recent years. The development of cryogen-free superconducting magnets has become more and more important.

"We have successfully developed the first prototype 1.5T cryogen-free superconducting magnet, and run it for over one year to prove its feasibility and stability," said Dr Chengbo Wang, the director of Magnetic Resonance Imaging (MRI) Research Centre at UNNC. This new magnet replaces the refrigerant liquid helium with low-cost copper, makes the new MRI system extremely safe. It is expected to save six billion RMB of cost within five years when replacing the traditional MRI system.

According to Dr Wang, his team is responsible for the development of innovative applications for this new cryogen-free MRI. Currently his team is working on developing a rotatable dual-gesture 1.5T MRI, which is probably the first clinically available whole-body rotatable MRI around the globe. The machine is expected to settle in UNNC in the near future.

“Due to the explosive property of liquid helium, conventional MRI are difficult and not safe to move or rotate,” explains Dr Wang. Therefore, the successful development of the whole-body superconducting cryogen-free magnets indicates many new breakthroughs such as mobile MRI, or MRI scans in a standing gesture.

Dr Wang and his team are also seeking solutions to install cryogen-free MRIs in small or enclosed spaces, which will significantly boost the improvement in mobile medical technology.

文字来源 | Lily Su, Elena Yang

图片来源 | 王成波

Copyright

转载或进一步了解

宁波诺丁汉大学品牌与传媒办公室

commsandmarketing@nottingham.edu.cn

宁波诺丁汉大学

中国第一所中外合作大学

卓越学术 精彩未来