智能医疗

光刻机、新冠疫苗之后,下一个改变人类历史的新发明是?

2025China.cn   2024年03月01日

每年,德国联邦都会评选出德国最高的科学荣誉之一——德国未来奖,用以表彰在技术工程和生命科学领域取得突破的产品。

翻开历年获奖名单,2021年光刻机 ,2022年mRNA新冠疫苗……这些革命性的产品都已深刻地改变了人类历史进程。谁,会是下一个跨时代的新发明?

凭借在创新磁共振平台MAGNETOM Free开发和临床应用领域的贡献,西门子医疗的斯蒂芬·比伯博士和大卫·格罗茨基博士,以及德国埃尔朗根大学医院放射科研究所所长迈克尔·乌德教授,在柏林接受了德国总统弗兰克-瓦尔特·施泰因迈尔颁发的德国未来奖。

西门子医疗开业内先河,率先以0.55T的创新场强,实现了媲美传统1.5T设备及更高磁场质量的图像;且通过减轻磁体重量、减少液氦需求简化了基础设施的要求,加之人工智能技术降低了磁共振的操作门槛,从而提升优质医疗资源可及性。

0.55T新发明

掀起新一轮磁共振革命

自1983年以来,“越来越强”是磁共振技术进步的唯一方向,因为更高的场强意味着更高的图像空间分辨率。然而另一方面,之前长期被业内忽视的“低场强”,却是足以改变磁共振历史的另一场革命。

如何利用0.55T的创新场强,产生媲美传统1.5T及更高场强质量的图像?六年前,由斯蒂芬·比伯和大卫·格罗领导的西门子医疗研发团队,开始从根本上重新思考如何解决目前的挑战。

研发团队发现,新平台的关键是以较低的磁场强度降低设备复杂性,从而扩大磁共振的应用场景。然而,降低场强意味着必须延长测量时间以获得高诊断价值的图像。

MAGNETOM Free平台重新开发了基于人工智能的采集技术和图像重建方法,突破了按顺序获取图像的传统,直接从原始数据同时获取多个图像并进行重建,在缩短扫描时间的同时提高图像分辨率和信噪比。

1.55吨超导磁体

随时随地自由安装

迄今为止可用的磁共振设备占地庞大,安装这些重达至少4吨的“庞然大物”也并非易事——通常需要通过起重机进入建筑物,并改造建筑以符合安装条件。

新平台的磁体重量仅1.55吨,最小安装面积仅需24平方米,可通过标准高度两米的门和现有走廊运输,也无需建造全新的建筑物。此外它能安装在过去磁共振无法落地的地方,比如承载能力较低的楼层和建筑物的较高位置。

从1500升到0.7升

氦闭环制冷超导磁体

超导磁体的冷却是制约磁共振应用场景的重要因素。传统超导磁体必须使用高达1500升的液氦永久冷却,不仅昂贵也加大了运输和操作系统的难度。

MAGNETOM Free平台的创新磁体DryCool技术可持续制冷超导磁体,将所需的液体氦量从约1500升减少到仅0.7升,并使其在封闭回路中得以保存。这意味着即使在长时间停电后,新系统也能自动重启,而无需像传统磁共振那样重新添加液氦。

“自动驾驶”来助力

轻松扫出高质量图像

磁共振扫描对医技人才的专业要求较高,尤其需要有资质的人员操作复杂的系统并设置扫描参数,而目前行业普遍面临着受过良好培训的专业人才短缺的问题。

MAGNETOM Free平台率先开发的AutoPilot自动驾驶技术,大大简化了扫描仪的操作流程,即使没有经验的医技人员,也能安全高质量地完成磁共振扫描操作。

80cm大孔径

极致关怀每一位患者

相较于传统磁共振内部的有限空间,MAGNETOM Free.Max的孔径从之前的60或70厘米增大至80厘米,足以容纳患有幽闭恐惧症和肥胖的患者。对于儿童来说,他们在检查过程中能更好地与父母互动,从而减少了使用镇静剂的需要。

在推出的两年内,MAGNETOM Free平台在全球不同国家产生了深远的影响。它不但在巴西和安哥拉等国家落地生根,而且明显改善了德国等国家的磁共振诊断。在埃尔朗根大学医院儿科放射科,MAGNETOM Free.Max安装在离重症监护室近的房间,以便更轻松地对患者进行检查。未来,它甚至有望直接安装在重症监护室内,以节省患者转运和等待的时间。

作为医学影像跨时代的新发明,MAGNETOM Free平台不断将磁共振诊断带到全球的患者身边,提高优质医疗资源的可及性,也在拓宽临床诊疗路径的边界,从而更好地造福更多患者。

(来源:西门子医疗)

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