科技简报(4)-核磁共振的价格为什么那么贵?

 原创    陈看川    2023-02-12

核磁共振成像是一种利用核磁共振原理的医学影像技术,对人体各器官能够形成全方位且分辨率较高的清晰图片,核磁共振成像的价格也相对较高,根据成像部位,价格一般在几百甚至上千元。

话题:核磁共振的价格为什么那么贵?

核磁共振成像是一种利用核磁共振原理的医学影像技术,对人体各器官能够形成全方位且分辨率较高的清晰图片,非常有助于医生对患者身体情况的判断。与常规检查不同的是,因核磁共振的成像原理,患者做核磁共振时,身上不允许携带有金属制品。另外,核磁共振成像的价格也相对较高,根据成像部位,价格一般在几百甚至上千元。以下评论整理自 @华哥评论的微博,解释了为什么核磁共振成像价格这么贵。

当核磁共振仪进入医院开机后,几乎是不关机的,这里的关机特指的是内部的强大磁场要一直保持,而不是外面连接的电脑。核磁共振机的磁场是超导体产生的,这个磁场是充磁进去的,只要维持低温超导态,磁场就会一直保持。但是万一出现事故,比如轮椅吸上去了,想拿下来就得退磁,退磁的方法就是破坏低温超导环境,一旦失去超导环境,里面循环的巨大电流的电路就有电阻了,瞬间释放很大热量,直接破坏超导环境,蒸发所有液氦。此时被吸住的金属物体,才会取下来,不然会一直牢牢的吸附在机体的外部。如果想要恢复磁共振的磁场,还得重新充满2000L的液氦,并且要重新励磁,励磁过程要非常谨慎,稍微失误就会破坏超导环境导致失败,一般需要一周才能再恢复到医疗使用的水平。

核磁设备需要用液氦、液氮制冷。液氦在里层,液氮在外层。为什么不全用便宜的液氮呢?因为除了液氦,其他元素都不够冷,无法进行核磁共振成像,就算够冷也会容易爆炸,只能用价格昂贵的液氦。我国大部分的液氦都是进口的,我们自己产的太少,全球大部分液氦几乎都在美国,所以价格一直很高。

氦是最不活泼的元素,极难液化,一般用在气冷式核反应堆的工作流体和超低温冷冻剂,液氦的熔点-272.2℃,沸点-268.785℃,而绝对零度是-273.15℃。相比之下液氮熔点为-210 ℃,沸点为-196.56℃。所以通过数据就不难发现制冷效果谁好谁坏了。液氢的质量效果也不错啊,价格比液氦便宜啊,为啥不用呢?因为会炸!

核磁共振机为高场超导磁共振,磁场想要达到超导状态就需要制冷剂液氦,磁共振最大的消耗品就是昂贵的制冷剂液氦,当然便宜一些液氮也要花钱的。磁体内超导线圈通电流需要无电阻力,所以液氦帮了大忙,磁场一旦建立,只要超导线圈在液氦中保持超低温,强磁场就会长期存在。

不难发现液氦的主要作用就是:减低超导线圈的温度,使超导线圈维持的极低温度-268.785℃ ,从而稳定磁场强度。因为液氦对于超导体永磁体的冷却效果更好,所以放在内部,而把相对便宜的液氮放在外层与腔体接触,蒸发的量相对更多一些。就算不用磁共振给患者诊断,它也会蒸发,所以每3-4个月就需要加一次液氦,每次最少1万多元。当然现在的技术迭代很快,需要加液氦的时间一直在延长。

核磁共振每次检查最主要的几项消耗分别是:液氦这个是大头,其次是磁体的励磁,最后就是耗电量,这台机器的运行会耗费大量的电力,根据检查项目的不同和时间的长短,每次需要耗费500-2000元。

目前最新的核磁共振仪密闭性更好,还有防止蒸发的液氦装置,这样就减少了液氦的需求量,最早的一批耗费液氦量大的已经被淘汰了。最新的无氦超导磁共振是以后的大方向。一些厂家宣称自己是“零液氦”,其实是一种噱头而已,还是会有一些损耗的。

零液氦就是把挥发的液氦再收集起来,压缩回液态,以维持液氦的量相对稳定。目前的技术下,再好的设备也会慢慢挥发,但比起之前3-5个月加注一次液氦已经好多了,因为要10年以上才需要补充。

高温超导材料也是另外一个方向,就是找到优质的高温超导材料,让超导磁体能够在液氮甚至更高的温度下稳定工作,是核磁共振成像仪摆脱液氦的又一希望所在。

科技

或许是世界上第一张人工智能生成的获奖照片

澳大利亚电子公司DigiDirect每周举办一次有现金奖励的的摄影照片比赛。上周,它宣布由署名“Jane Eykes”作者拍摄的这张“无人机照片”赢得了比赛,图片内容显示两名冲浪者正在夕阳下的海滩上迎风破浪。

活动结果公布后,一家名为Absolutely Ai的工作室承认,这是他们使用人工智能合成的假照片,照片中的人物、海滩等实际并不存在,同时他们宣布这张照片是“世界上第一张人工智能生成的获奖照片”。

随着技术的进步,我们会越来越难以分辨哪些是摄影师拍摄的真实照片,哪些是由人工智能精心计算出来的合成作品。眼见为实,也不一定是对的了。

全球首个「定制婴儿」

来自美国北卡罗来纳州的神经科医生拉法尔和现任妻子都已年过五十,两人此前分别离婚后,带着各自的孩子重组了现在的家庭。尽管已经属于高龄受孕,但他们还是决定通过辅助生殖技术,再生一个属于两个人的孩子。

考虑到高龄生育可能会给孩子带来更高的遗传病风险,基于多基因评分的胚胎选择(Embryo Selection Based on Polygenic Scores,ESPS)技术吸引了他的注意,这项技术通过提取 DNA 样本、进行测序分析、构建基因图谱、解读遗传信息,从而预测孩子出生后可能的健康和智力水平。

尽管这项技术的有效性安全性还没有得到定论,但拉法尔还是决定尝试。研究人员从 16 个胚胎中选出 5 个进行基因检测。这 5 个胚胎中,有一个因检测出染色体异常直接舍弃,余下 4 个则获得了整体的「胚胎评分」。在拉法尔的努力下,他的小女儿奥蕾拉(Aurea Yenmai Smigrodzki)成为了世界上第一个经 ESPC 诞生的「完美婴儿」,现在,她已经两岁了。作为世界上第一个 ESPC 婴儿,从概率上看可能她会比其他人更长寿,一生中患病风险也会更小。

科学家在“不可能的地方”发现行星环

一支国际天文研究团队发现太阳系边缘一颗名为创神星的小行星拥有一个行星环,而这个行星环的存在“挑战现有认知”。依据天文学界目前普遍接受并应用的洛希极限推论,那个位置不可能出现行星环,而是应该存在一颗卫星。

文章

为什么北京繁华程度不如东京、纽约?

文章认为,从个人感官上北京繁华程度不如东京、纽约的根本原因在于路网密度。因为路网密度太低。北京是“宽马路、疏路网”;而东京、纽约、香港是“窄马路、密路网”,后者利于微循环打通,利于商业繁荣、提升资本渗透率。

如何证明地球是圆的

Jeran Campenella 是地球平面理论的忠实信徒,他进行了一个实验来证明地球平面理论,但结果却证明地球是一个球体。在实验中,他在海拔0米处的一侧设置了摄像头,在3英里(约4.8公里)外的另一侧,一名拥有明亮灯光的助手站了起来。其间放置了两块有孔的木板,相机、灯光和孔的高度分别为距地面17英尺(约5.1米)。如果地球是平面的,光线应该通过穿孔板投射到相机上。 然而,坎帕内拉的实验没有显示光。不得不说,外国人是真能折腾。

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