新一代MR-sim落户香港养和医院质子中心
学术界公认在中枢神经系统肿瘤、软组织肉瘤、盆腔肿瘤、头颈部复杂部位肿瘤(如鼻咽癌、喉癌、食道癌等)的放疗定位过程中，MR-sim(大孔径磁共振模拟定位系统)具有独特的、不可替代的优势。MR-sim具备：
杰出的软组织对比度，符合放疗需求的定位图像，能显著提升勾画精度；
丰富的功能影像，便于肿瘤精准诊疗和评估；
无电离辐射，能造福患者。
另据《国际放射肿瘤学杂志》的统计显示：近几年有关MR与放射治疗相关的学术论文，特别是直肠、子宫、头颈、前列腺、脑肿瘤方面MR放疗论文每年高达200~300篇。而在近几年兴起的质子重离子中心项目中，MR-sim更成为了必备放疗利器。国家相关部委也出台相关政策，比如：《关于印发大型医用设备配置与使用管理办法(试行)的通知》国卫财务发〔2018〕41号中有关质子治疗肿瘤系统的配置中就明确规定必须引入MR-sim。
本文结合MR及MR-sim的最新发展趋势，着重分析了香港养和医院质子中心安装的新一代MR-sim的相关技术要求、原理和临床优势，以便作为国内其他相关质子重离子项目规划、立项及施工的参考。
香港养和医院为亚洲顶级私立医院之一，自2019年7月养和东区医疗中心及癌症中心落成并投入以来，其全港首台质子治疗系统项目也进入了“快车道”，质子中心大楼(曹延棨院)工程进展顺利。特别是香港特区回归23周年之际，院方一次性引入了两台素有磁共振领域“007”之称的新一代MR-sim (Ingenia Ambition 1.5 T MR-RT)，并已经在7月初到货安装。
养和医院质子中心成为全球第一家Ingenia Ambition MR-sim装机用户。
养和医院成为全球第一家拥有3台放疗专用飞利浦1.5 T MR-sim的实际用户(含养和东区医疗中心1台Ingenia 1.5 T MR-sim及质子中心2台Ingenia Ambition MR-sim)。
质子中心大楼(曹延棨院)于2019年7月封顶，配套的放疗设备需要提前到货安装在地下负二层和负三层，然后再封闭楼板进行质子治疗系统的安装和调试。特别是其配套的2台MR-sim遇到了若干世界级工程难题：
场地结构复杂，地下及地面空间有限，2台MR-sim没有设计和安装失超管的空间；
需要严格避免失超及火灾风险，不能因故更换磁体，还要通过当地严格的环境和消防评审及验收；
为防止对质子治疗设备及其他设备产生影响，MR机房不仅需要做特殊的六面体磁屏蔽工程，而且空间紧凑，承重有限。
作为香港养和医院东区医疗中心的核心，质子中心大楼(曹延棨院)预计在2022或2023年(因为COVID-19疫情影响)投入运营香港首个质子治疗系统，届时中心将成为全球首屈一指的综合癌症治疗中心。院内将设有手术室、深切治疗部、医学回旋加速器及其他支持部门。医院致力于以先进科技配合优化资源效益，令更多病人及家属受惠，并获得优质可靠的医疗服务1。
众所周知，超导磁共振需要2000 L左右的液氦才能保持梯度线圈的超导特性，3 T磁体净重(含液氦)约5~8吨，1.5 T磁体净重(含液氦)约3~4吨，磁体周边需要还必须要配置长达数十米的失超管，因此是所有影像设备中对场地要求也堪称最严格的。但是可能我们往往忽略以下的客观现实和数据：
每台医用超导磁共振整个生命周期的液氦消耗量约2000 L2，中国近万台超导磁共振累计添加液氦量已高达1,381,800 L(截止2017年)3； 中国市场的液氦100%依赖进口3，而全球液氦的供应80%来源于美国，2007年因其限产等因素而导致价格持续上涨(2009~2017年已上涨了181%4)，全球液氦现有储量将于2040年消耗殆尽5； 磁共振存在一定的失超风险6，失超一次所造成的经济损失约200万人民币7。
正是基于这样紧迫的现实，如何减少液氦的依赖和消耗是目前国内外磁共振厂家所共同面临的挑战。部分厂家已经开始尝试液氦零消耗(基于改进款冷头系统)磁体、无液氦(基于巨型制冷系统或少量汽化液氦)超导磁体的研发。所谓“液氦零消耗”其实是一种商业术语，基于改进款4 K冷头使MR液氦消耗速度减慢，但2~3年后还是需要加注大量液氦维持超导特性。而近些年出现的“无液氦”磁共振，其原理则是基于巨型制冷系统来维持磁体的低温，耗电非常大，还是存在失超隐患，长期使用及后期维护费用成本会很高，并且具体的临床应用还有待长期的实践来验证。
零失超风险：因为磁体内外没有通道，并且液氦腔体内部是真空环境，因此7L液氦在气化之后不会因为体积膨胀导致压力急剧升高，也就避免了液氦消耗和磁体内部除冰的等传统磁共振的失超危害，实现了零失超风险。
7升微循环：专利BlueSeal技术摒弃了传统超导磁体用来存储液氦所使用的高压压力容器腔体，创造性地研发出10-6 Pa的超高真空压力容器作为液氦的存储腔体，使大部分氦气分子能够附着在腔体表面，实现了腔体内部的气液双向流稳定与热力学状态稳定，从而真正实现了在没有显著增加冷却系统功率的基础上而能达到稳定的超导状态。同时由于液氦在腔体内部能实现缓慢而稳定的微循环，避免了传统超导磁体腔体内部气液共融复杂的流体状态，此举还将磁场的稳定性提升了近100倍。
正是源于杰出的4大技术创新，Ingenia Ambition磁共振在临床及放疗领域也具备了特殊优势：
确保图像无形变：因为使用创新的真空层替代液氦包裹，磁共振的梯度线性度提高到了惊人的0.4%，从源头确保了MR-sim图像无几何形变和失真。
超大扫描视野成像：可轻松实现业内最大FOV 550 mm的扫描，对于肿瘤患者的放疗定位而言，550 mm的FOV已经超过常规大孔径CT模拟机的扫描FOV(500 mm)。
4D自由呼吸成像：创新4D自由呼吸成像可实现无需屏气的快速成像，对比以往技术只需2秒即可实时重建任意期相和任意时间分辨率的成像，特别适合需要安置面膜、体膜及固定装置肿瘤患者以及老人、儿童患者。
扫描及流通量增速：全身全序列压缩感知(Compressed SENSE)技术全面兼容MR-sim临床应用，能减少50%以上的MR-sim扫描时间，肿瘤患者舒适度大幅提升，流通量至少提升1倍以上，经济效益也倍增。
创新MR-only sim：基于MRCAT(磁共振衰减)算法生成类CT图像，直接用于剂量计算和治疗计划，肿瘤患者无需再做CT-sim，并避免以往复杂的CT/MR-sim配准及融合工作及所带来的偏差。
专业MR-sim配置：再加上飞利浦原厂放疗平板、线圈支架、放疗线圈组合、MR-sim序列、质控模体、质控软件等专业软硬件，为患者带来“放疗更精准、定位无辐射”的精准磁共振定位、精准的质子治疗及精准的磁共振疗效评估及随访服务。
李烽，硕士，飞利浦放射肿瘤事业部市场总监。
王雪松，硕士，飞利浦服务与解决方案实施部专业服务顾问，业内资深磁共振技术专家，知名公众号《老王讲技术》创始人，曾长期负责飞利浦MR-sim及医科达Unity MR-linac系统的安装及技术支持等工作。
冒坚，硕士，飞利浦磁共振事业部产品经理，业内资深磁共振市场专家。