靳志嘉 嚴福華 王思敏 張 歡 凌華威 李 彥*

隨著磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)硬件平臺和軟件系統(tǒng)的不斷研發(fā)與改進，MRI在臨床診療和科研中的應(yīng)用日趨廣泛[1]。醫(yī)用MRI設(shè)備屬大型醫(yī)療設(shè)備，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、核心技術(shù)要求高和圖像質(zhì)量受多種因素影響，不同廠商和不同型號的MRI設(shè)備性能差距明顯。隨著醫(yī)院MRI檢查量不斷增加，MRI設(shè)備的市場需求量巨大，目前國內(nèi)高端MRI設(shè)備市場仍以進口設(shè)備為主導[2]。國產(chǎn)MRI設(shè)備起步較晚，發(fā)展至今已初步具備國際競爭力，但在圖像質(zhì)量和成像速度方面尚存不足，設(shè)備性能需不斷改進[3-4]。本研究從用戶角度出發(fā)，挖掘用戶需求信息，提取MRI設(shè)備性能改進的重點問題，為提高國產(chǎn)MRI設(shè)備競爭力提供指導。

1 醫(yī)用MRI設(shè)備性能需求調(diào)查資料

1.1 問卷設(shè)計

由上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院、上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院和上海交通大學醫(yī)學院生物統(tǒng)計學教研室的影像診斷專家、醫(yī)學工程專家及統(tǒng)計學專家共15名組成專家小組，運用Delphi法制定“醫(yī)用磁共振設(shè)備性能需求調(diào)查表”，經(jīng)多輪意見收集和反饋后，確立問卷內(nèi)容?！搬t(yī)用磁共振設(shè)備性能需求調(diào)查表”包含兩部分，第1部分為醫(yī)療機構(gòu)基本信息調(diào)查，了解調(diào)查對象所在地區(qū)、醫(yī)院等級、崗位、職稱、學歷和從業(yè)年限等信息。第2部分為設(shè)備性能需求調(diào)查，內(nèi)容包括磁體、射頻線圈、掃描床、計算機及后處理系統(tǒng)和設(shè)備穩(wěn)定性需求調(diào)查，對設(shè)備性能的多項指標進行需求調(diào)研。

1.2 調(diào)查對象

基于“問卷星”(https：//www.sojump.com/)網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布“醫(yī)用磁共振設(shè)備性能需求調(diào)查表”，面向我國不同地區(qū)、不同等級醫(yī)院的磁共振從業(yè)人員征集需求問卷。

1.3 分析方法

對問卷進行匯總和整理后，計算各項需求指標的平均分值，依據(jù)平均分值對各項指標進行需求分級。參與人員采用10分制對各項需求指標進行評分，分值越高，代表需求程度越高。需求分級標準見表1。

表1 需求分級標準

2 醫(yī)用MRI設(shè)備性能需求調(diào)查結(jié)果

2.1 醫(yī)療機構(gòu)基本信息調(diào)查結(jié)果

2.1.1 問卷分布

2018年9月至2018年11月，共計回收來自上海、湖南、安徽、廣東、云南、山東、江蘇、新疆、浙江、四川、江西、遼寧、天津、湖北、福建、甘肅、山西、河北、北京、陜西和黑龍江共21個省、市和自治區(qū)不同等級醫(yī)院的有效問卷246份。其中，三級甲等醫(yī)院170人份(占69.1%)，二級甲等醫(yī)院49人份(占19.9%)，三級乙等醫(yī)院15人份(占6.1%)，二級乙等醫(yī)院7人份(占2.8%)，其他等級醫(yī)院約5人(占2%)。問卷來源地域分布如圖1所示。

圖1 問卷來源地域分布圖

2.1.2 人員構(gòu)成

MRI醫(yī)師161人，MRI技師或工程師61人，其他崗位人員24人。高級職稱98人，中級職稱88人，初級職稱56人，其他4人。博士及以上學歷25人，碩士學歷63人，學士及以下學歷158人。從業(yè)年限＞20年的人員22人，10～20年85人，5～10年67人，＜5年72人。

2.2 設(shè)備性能需求調(diào)查結(jié)果

2.2.1 磁體

本調(diào)查涵蓋7項磁體性能指標，分別為磁場均勻性、磁場穩(wěn)定性、外部干擾屏蔽、零液氦消耗、大孔徑磁體、主動勻場和被動勻場。調(diào)查結(jié)果顯示，從業(yè)人員對磁體性能各項指標的需求程度均較高，為一級需求(＞8分)。其中，需求程度前3位的為磁場均勻性(9.29分)、磁場穩(wěn)定性(9.29分)和外部干擾屏蔽(9.16分)。勻場方式分主動勻場和被動勻場，其中主動勻場(9.11分)的需求程度明顯高于被動勻場(8.47分)。磁體性能需求調(diào)查結(jié)果如圖2所示。

圖2 磁體性能需求調(diào)查結(jié)果示圖

2.2.2 射頻線圈

MRI射頻線圈根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途不同可分為多種類型，本次調(diào)查涵蓋15種類型的射頻線圈和4項線圈性能指標。從業(yè)人員對各類型射頻線圈的需求程度均較高，為一級需求(＞8分)，需求程度前3位的為32通道脊柱線圈(8.67分)、8通道頭相控陣線圈(8.65分)和18通道體部線圈(8.64分)。從業(yè)人員對射頻線圈性能的需求程度從高到低依次為患者擺位便捷性(9.17分)、線圈輕便性(9.16分)、自動線圈選擇技術(shù)(9.15分)和開放式線圈設(shè)計(9.03分)。射頻線圈類型和性能需求調(diào)查結(jié)果見表2。

2.2.3 掃描床

本調(diào)查涵蓋6項掃描床性能指標，分別為移動便捷性、縱向移動范圍、緊急制動、最大承重量、美觀舒適和可移動掃描床。調(diào)查結(jié)果顯示，從業(yè)人員對掃描床性能各項指標的需求程度均較高，為一級需求(＞8分)。需求程度前3位的為掃描床移動便捷性(9.02分)、縱向移動范圍(8.91分)和緊急制動(8.87分)。掃描床性能需求調(diào)查結(jié)果如圖3所示。

2.2.4 計算機及后處理系統(tǒng)

計算機及后處理系統(tǒng)性能的需求指標共19項，需求程度均較高，為一級需求(＞8分)。按照需求程度由高到低依次為影像歸檔及傳輸系統(tǒng)(picture archiving and communication systems，PACS)、兼容性(9.39分)、操作便捷的后處理軟件界面(9.30分)、圖像網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快(9.30分)、操作便捷的圖像質(zhì)量控制界面(9.29分)、系統(tǒng)響應(yīng)速度快(9.26分)、彌散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)檢查ADCmap自動生成技術(shù)(9.25分)、系統(tǒng)操作流暢性(9.25分)、對講系統(tǒng)語音通信清晰(9.17分)、掃描序列便于選擇和修改(9.16分)、實時血管減影技術(shù)(9.15分)、膠片排版及打印便捷性(9.11分)、顯示掃描倒計時(9.06分)、鼠標操作便捷性(9.06分)、實時動靜脈分離技術(shù)(9.02分)、單次定位多部位掃描(9.01分)、一鍵式自動定位技術(shù)(8.95分)、單屏操作便捷性(8.92分)、掃描條碼進行患者注冊(8.90分)和觸摸屏便捷性(8.59分)。

表2 射頻線圈類型和性能需求調(diào)查結(jié)果

圖3 掃描床性能需求調(diào)查結(jié)果示圖

計算機軟件系統(tǒng)類型包括Windows 10操作系統(tǒng)、Windows 8操作系統(tǒng)、Windows 7操作系統(tǒng)和Linux操作系統(tǒng)。按照語言類型分為中文操作系統(tǒng)和英文操作系統(tǒng)。調(diào)查結(jié)果顯示，用戶對中文操作系統(tǒng)(8.67)和Windows10系統(tǒng)(8.29)需求程度最高。計算機軟件系統(tǒng)需求調(diào)查結(jié)果如圖4所示。

圖4 計算機軟件系統(tǒng)需求調(diào)查結(jié)果示圖

2.2.5 設(shè)備穩(wěn)定性

本調(diào)查涵蓋的設(shè)備穩(wěn)定性指標為每月設(shè)備可用率、平均故障間隔時間、線圈故障頻率、每月大軟件故障次數(shù)和每月小軟件故障次數(shù)共5項。調(diào)查結(jié)果顯示，從業(yè)人員對設(shè)備穩(wěn)定性各項指標的需求程度均較高，為一級需求(＞8分)。其中，需求程度前3位的為每月設(shè)備可用率(9.03分)、平均故障間隔時間(8.90分)和線圈故障頻率(8.59分)。設(shè)備穩(wěn)定性需求調(diào)查結(jié)果如圖5所示。

圖5 設(shè)備穩(wěn)定性需求調(diào)查結(jié)果示圖

3 醫(yī)用MRI設(shè)備性能需求分析

3.1 磁體性能需求分析

主磁場的均勻性和穩(wěn)定性是磁體最重要的性能參數(shù)，也是MRI用戶需求程度最高的性能指標。主磁場的均勻性對磁共振圖像質(zhì)量起關(guān)鍵性作用，尤其是對磁場均勻性高度敏感的序列，如磁共振波譜成像(magnetic resonance spectrum，MRS)、血氧水平依賴成像(blood oxygen level dependent，BOLD)及定量磁敏感成像(quantitative susceptibility mapping，QSM)等[5]。主磁場的均勻性影響因素較多，如對比劑、金屬異物等均會降低主磁場的均勻性，造成脂肪抑制不均勻、波譜基線不穩(wěn)定及代謝物無法準確區(qū)分等問題[6-7]。超導磁體能產(chǎn)生高場強，具有磁場均勻度高和穩(wěn)定性好的特點，主動勻場技術(shù)在超導系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛[8-9]。永磁磁場均勻性差，磁體對溫度變化非常敏感，導致磁場的性能不穩(wěn)定，但高速的勻場序列在永磁系統(tǒng)中難以運行，目前僅少數(shù)廠商的永磁系統(tǒng)得到實現(xiàn)[10]。不斷優(yōu)化磁體勻場技術(shù)，提高主磁場的均勻性和穩(wěn)定性，具有重要的臨床價值。

3.2 射頻線圈性能需求分析

射頻線圈是決定MRI圖像質(zhì)量的重要因素，尤其是多通道射頻線圈，具有信噪比高、分辨率高和成像速度快的特點，在臨床和科研中的需求愈來愈高[11]。射頻線圈根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途不同可分為多種類型，如正交射頻線圈、表面柔軟射頻線圈和相控陣射頻線圈。日常工作中，患者擺位、更換射頻線圈占用了操作人員很多時間，嚴重影響工作效率。因此，優(yōu)化射頻線圈設(shè)計，提高患者擺位便捷性與射頻線圈輕便性應(yīng)作為技術(shù)改進的重點。近年發(fā)展的自動射頻線圈選擇技術(shù)，在患者進行多部位檢查時，不需要醫(yī)生多次進出磁體室更換射頻線圈，可有效提高工作效率。隨著個體化醫(yī)療的發(fā)展，特殊部位和特殊人群的專用磁共振和磁共振輔助治療將成為未來發(fā)展的潮流，對專用射頻線圈的研發(fā)應(yīng)作為未來研究方向，需緊密結(jié)合臨床需求，積極投入新技術(shù)研發(fā)[12-14]。

3.3 掃描床性能需求分析

掃描床的穩(wěn)定性、安全性和使用便捷性直接影響患者的檢查體驗和成像效果，關(guān)乎操作人員的工作效率。磁共振檢查時間較長，檢查時要求患者保持靜止不動，才能獲得高質(zhì)量圖像，舒適的掃描環(huán)境可有效提高患者配合度。掃描床的縱向移動范圍是用戶關(guān)注的重點，對行動不便的患者尤其重要，增加床體的縱向移動范圍可為患者和操作人員提供便利，提升患者的掃描體驗及操作人員的工作效率。

3.4 計算機及后處理系統(tǒng)需求分析

計算機及后處理系統(tǒng)是MRI設(shè)備運行的控制終端，功能包括圖像采集、后處理及網(wǎng)絡(luò)傳輸，系統(tǒng)的流暢性直接影響MRI技術(shù)人員的使用體驗和工作效率。PACS兼容性、操作便捷的后處理軟件界面及圖像網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快等指標均為高需求指標，設(shè)備廠商可依據(jù)用戶需求，優(yōu)化操作系統(tǒng)。調(diào)查結(jié)果顯示，國內(nèi)MRI用戶對中文操作系統(tǒng)需求更高，Windows 10系統(tǒng)更受青睞。

3.5 設(shè)備穩(wěn)定性需求分析

設(shè)備穩(wěn)定性是MRI設(shè)備運行安全與效率的重要指標。每月設(shè)備可用率、平均故障間隔時間及線圈故障頻率等指標最受用戶關(guān)注。隨著醫(yī)院MRI檢查量的不斷增多，設(shè)備每日都承擔著大量的掃描任務(wù)，因設(shè)備故障造成停機所損失的經(jīng)濟效益和社會效益都是無法估量的，設(shè)備廠商對設(shè)備穩(wěn)定性的提高是MRI設(shè)備運行質(zhì)量與安全的重要保障。

醫(yī)用MRI設(shè)備的改進應(yīng)以用戶需求為導向，不斷提高MRI設(shè)備軟硬件性能和使用便捷性，從而提升設(shè)備的整體品質(zhì)。