醫(yī)用磁共振成像設(shè)備臨床需求調(diào)研及發(fā)展趨勢分析

靳志嘉，李彥，陸勇，嚴福華，王思敏，張歡，凌華威，丁蓓

磁共振成像檢查具有安全、無創(chuàng)、無輻射的優(yōu)勢，能夠反映活體組織結(jié)構(gòu)、功能和代謝改變[1]，在疾病的診斷、治療、療效評估等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對MRI檢查技術(shù)依賴程度越來越高，MRI設(shè)備的市場需求量也逐年增長[2]。目前，我國磁共振設(shè)備主要依賴進口，通用電氣(GE)、西門子(Siemens)和飛利浦(Philips)三大外企成為國內(nèi)磁共振市場的主導(dǎo)者，銷售額占80%以上[3]。國產(chǎn)MRI設(shè)備起步晚，目前正處在成長期[4]，具有價格低、成本效益高、備件易獲得等特點，正在逐步被國內(nèi)醫(yī)療機構(gòu)所認可[5]。然而，不同地區(qū)、不同等級醫(yī)院對臨床診斷和科研的需求不同，國產(chǎn)磁共振設(shè)備在臨床應(yīng)用方面缺乏可以參考的依據(jù)。因而，開展科學(xué)全面的醫(yī)用MRI臨床需求調(diào)查研究，具有重要的實際意義。

本研究在前期工作[6]的基礎(chǔ)上，對我國不同地區(qū)、不同等級醫(yī)療機構(gòu)臨床醫(yī)師在臨床及科研工作中對醫(yī)用磁共振設(shè)備的需求情況進行調(diào)查，從而提煉出能夠反映MRI設(shè)備臨床功能需求的技術(shù)指標(biāo)，為國產(chǎn)磁共振設(shè)備的研發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查對象

本研究由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院牽頭，聯(lián)合上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院等多家專業(yè)機構(gòu)以及全國24個省市70家不同級別的醫(yī)療機構(gòu)開展合作，調(diào)查對象覆蓋了大部分我國在用磁共振品牌市場的用戶。此次調(diào)查基于“問卷星”(https://www.sojump.com/)網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布《醫(yī)用磁共振臨床需求調(diào)查表》，通過項目合作微信群、郵件等方式大范圍收集我國不同等級醫(yī)院MRI從業(yè)人員的臨床需求。

1.2 研究方法

本研究在前期工作[6]的基礎(chǔ)上，由多名影像診斷醫(yī)師、醫(yī)學(xué)工程師及統(tǒng)計學(xué)專家組成專家小組，運用Delphi法對《醫(yī)用磁共振臨床需求調(diào)查表》進行科學(xué)全面的優(yōu)化?！夺t(yī)用磁共振臨床需求調(diào)查表》包含5個部分，第一部分為“醫(yī)療機構(gòu)基本信息調(diào)查”，內(nèi)容包括調(diào)查對象所在地區(qū)、醫(yī)院等級、崗位、職稱和學(xué)歷等，以此作為需求分析的基線。第二部分為“場強”需求調(diào)查，包括3.0 T、1.5 T、1.0 T、0.5 T及以下場強設(shè)備，目的是調(diào)查MRI從業(yè)人員對未來配置新設(shè)備的場強需求情況。第3、4、5部分分別為“臨床診斷”“科學(xué)研究”和“未來趨勢設(shè)備及技術(shù)”需求調(diào)查，共計54項需求指標(biāo)，從磁共振技術(shù)應(yīng)用的角度對從業(yè)人員展開需求調(diào)查。

參與人員采用10分制對各項需求指標(biāo)進行評分，分數(shù)越高，代表需求程度越高。計算出不同等級醫(yī)院MRI從業(yè)人員對各項需求指標(biāo)評分的平均值，依據(jù)每個指標(biāo)的平均得分進行需求程度分級，具體分級標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2 結(jié)果

2.1 調(diào)查對象基本情況

2018年9月至2018年11月，共計回收來自全國21個省市的40家醫(yī)院有效答卷246份(圖1)。如圖2所示，參與調(diào)查的三級甲等醫(yī)院從業(yè)人員170人，占比69.1%，二級甲等醫(yī)院從業(yè)人員49人，占比19.9%，三級乙等醫(yī)院從業(yè)人員15人，占比6.1%，其他醫(yī)院12人，占比4.8%。其中，MRI醫(yī)師161人，MRI技師或工程師61人。具備高級職稱人員98人，中級職稱人員88人，初級職稱人員56人。博士學(xué)歷25人，碩士學(xué)歷63人，學(xué)士及以下學(xué)歷158人。

2.2 設(shè)備場強需求

2.2.1 整體需求

設(shè)備場強需求主要是指MRI從業(yè)人員對未來購置MRI新設(shè)備的需求。如圖3所示，1.5 T及3.0 T磁共振設(shè)備更受磁共振從業(yè)人員的青睞。其中，77.9%的人表示需要3.0 T磁共振設(shè)備，74.2%的人表示需要1.5 T磁共振設(shè)備，而僅有不到5%的人表示需要1.0 T及以下MRI設(shè)備。

2.2.2 不同等級醫(yī)院需求

如圖4所示，3.0 T設(shè)備在三級甲等醫(yī)院中需求最高，且需求隨醫(yī)院級別降低呈明顯下降趨勢，而1.5 T設(shè)備更受三級乙等醫(yī)院及二級醫(yī)院青睞。1.0 T及以下低場磁共振設(shè)備僅在三級乙等醫(yī)院、二級甲等醫(yī)院有需求，且需求程度較低。

2.3 臨床應(yīng)用需求

2.3.1 整體需求

如圖5所示，從整體上來看，各等級醫(yī)院對MRI設(shè)備在臨床診斷、未來趨勢設(shè)備及技術(shù)方面需求較高，分數(shù)均在8分以上，且差異不大。然而，各等級醫(yī)院對科研方面的需求差異較大，表現(xiàn)為三級甲等醫(yī)院需求最高，分數(shù)達7.83分，需求程度隨醫(yī)院等級降低而減小，二級乙等醫(yī)院需求程度僅為3.3分。

2.3.2 臨床診斷需求

臨床診斷需求主要是指放射科醫(yī)師在臨床工作中對MRI診斷功能方面的需求。整體來看，27項技術(shù)指標(biāo)平均得分均在7分以上，屬于一級或二級需求指標(biāo)。其中，一級需求指標(biāo)有13項，包括擴散加權(quán)成像技術(shù)(9.48分)、非增強血管檢查技術(shù)(8.95分)、乳腺檢查抑脂技術(shù)(8.84分)等，需求得分均在8分以上。二級需求指標(biāo)有14項，其中需求度相對較低的是假體成像(7.16分)、心肌灌注成像(7.32分)、擴散張量成像(7.36分)等。具體需求分級見表2。

2.3.3 科研需求

科研需求主要是指放射科醫(yī)師在科研工作中對MRI技術(shù)的需求。整體來看，20項技術(shù)指標(biāo)平均得分均在6～8分，屬于二級需求指標(biāo)。按照需求程度由高到低依次為：屏氣三維磁共振胰膽管成像(magnetic resonance cholangiopancretography，MRCP)技術(shù)(7.76分)、大范圍全脊椎成像(7.74分)、動脈自旋標(biāo)記成像(7.67分)、全身擴散成像(7.66分)、磁共振波譜成像(7.64分)、血管壁成像(7.60分)、血管斑塊成像(7.59分)、頸動脈斑塊成分分析技術(shù)(7.58分)、肝臟脂肪定量技術(shù)(7.47分)、腦血氧水平依賴成像(7.34分)、靜音掃描技術(shù)(7.31分)、動態(tài)增強電影技術(shù)(7.27分)、擴散峰度成像(7.17分)、化學(xué)交換飽和轉(zhuǎn)移成像(7.12分)、冠脈非增強MRA(7.01分)、心肌活性檢測成像(6.74分)、全心功能分析技術(shù)(6.71分)、心肌形變成像(6.68分)、心肌T1 mapping (6.66分)、心肌T2 mapping (6.65分)。

表1 需求分級標(biāo)準(zhǔn)Tab. 1 Standard for demand grading

2.3.4 未來趨勢設(shè)備及技術(shù)需求

未來趨勢設(shè)備反映了磁共振設(shè)備未來發(fā)展的方向。整體來看，7項技術(shù)指標(biāo)平均得分均在8分以上，屬于一級需求指標(biāo)。按照需求程度由高到低依次為：兒童專用磁共振(8.44分)、開放式高場磁共振(8.42分)、關(guān)節(jié)專用磁共振(8.41分)、頭部專用磁共振(8.35分)、乳腺專用磁共振(8.20分)、磁共振輔助局部治療(8.11分)、磁共振引導(dǎo)放療定位(8.03分)。

圖1 問卷來源地域分布 圖2 醫(yī)院等級、從業(yè)人員基本情況分布圖 圖3 場強需求 圖4 不同等級醫(yī)院場強需求程度 圖5 不同等級醫(yī)院臨床應(yīng)用需求Fig. 1 Geographical distribution of questionnaires. Fig. 2 Distribution of hospital grades and basic information of MRI users. Fig. 3 Magnetic f ield strength requirements. Fig. 4 Magnetic field strength requirements of different grades of hospitals. Fig. 5 Clinical application requirements of different grades of hospitals.

表2 臨床診斷需求分級Tab. 2 Grades of clinical diagnosis requirements

3 討論

3.1 設(shè)備場強需求分析

本調(diào)查表明，醫(yī)用1.5 T和3.0 T設(shè)備在臨床應(yīng)用中需求最高。不同等級醫(yī)院對場強的需求存在一定差異，3.0 T設(shè)備在三級甲等醫(yī)院中需求最高，且需求程度隨醫(yī)院級別降低呈明顯下降趨勢，而1.5 T設(shè)備更受三級乙等醫(yī)院及二級醫(yī)院青睞。大量研究表明，3.0 T設(shè)備的信噪比、空間分辨率、掃描速度和血管成像效果等均優(yōu)于1.5 T設(shè)備[7-8]，但是3.0 T設(shè)備的購置成本、維修費用都很高，不適用于國內(nèi)中小型醫(yī)院。1.5 T超導(dǎo)磁共振設(shè)備能夠滿足大中型醫(yī)院的日常診斷需求，兼具一定的科研能力，且采購成本、保修費用均低于3.0 T設(shè)備，高性價比是1.5 T超導(dǎo)磁共振設(shè)備快速發(fā)展的主要原因。1.0 T及以下大多為永磁型磁共振設(shè)備，購置價位適中，運營成本低廉，設(shè)備故障率低，圖像質(zhì)量基本可滿足基層醫(yī)院臨床診斷的要求，在大中型醫(yī)院需求較低。但是，隨著分級診療制度的開展，國家醫(yī)改政策要把患者留在基層醫(yī)院就診，而不是全部涌向大城市。醫(yī)用磁共振設(shè)備需要依靠民族工業(yè)發(fā)展，真正做到降低成本，產(chǎn)品越來越普及，未來1.5 T高場磁共振設(shè)備在基層醫(yī)院的需求可能會越來越大。

3.2 臨床診斷需求分析

不同等級醫(yī)院對各臨床診斷技術(shù)指標(biāo)需求均較高。筆者將臨床診斷功能劃分為血管掃描、功能成像、特殊部位成像、特殊掃描技術(shù)4個子類，8分以上(一級需求)的指標(biāo)含11項，MRI設(shè)備產(chǎn)品的研發(fā)需要重點考慮這些臨床功能的實現(xiàn)。其中，擴散加權(quán)成像技術(shù)(diffusion weighted imaging，DWI)需求最高，反映了其在日常臨床工作中的重要價值。目前，DWI在神經(jīng)系統(tǒng)、乳腺、肝臟、前列腺等器官的疾病診斷中應(yīng)用越來越廣泛[9-10]。但是，DWI對磁場的均勻性要求較高，易產(chǎn)生偽影和形變，另外隨著b值升高，DWI圖像信噪比顯著下降，嚴重影響病灶觀察，各設(shè)備廠商對于DWI技術(shù)的持續(xù)改進具有重大價值。

3.3 科研需求分析

不同等級醫(yī)院在科研方面的需求差異較大，三級甲等醫(yī)院需求最高，需求程度隨醫(yī)院等級降低而減小。這個趨勢和不同等級醫(yī)院對3.0 T設(shè)備的需求趨勢相似，反映了3.0 T設(shè)備目前在臨床科研中的主導(dǎo)地位。而對于科研需求不高的中小型醫(yī)院，1.5 T設(shè)備既能承擔(dān)臨床診斷工作，又兼具部分科研能力，必然更受歡迎。具體來看，20項科研技術(shù)指標(biāo)得分均在6～8分(二級需求)，需求較高的指標(biāo)有屏氣三維MRCP技術(shù)(7.76分)、大范圍全脊椎成像(7.74分)、動脈自旋標(biāo)記成像(7.67分)等，這些序列正在逐步向臨床轉(zhuǎn)化，共同的特點是掃描時間短，圖像質(zhì)量相對較高，因而需求程度更高。MRCP技術(shù)廣泛應(yīng)用于胰膽管系統(tǒng)疾病的診斷，臨床中常用的呼吸觸發(fā)3D-MRCP技術(shù)采集時間長，易受呼吸因素影響，圖像運動偽影大。隨著快速掃描技術(shù)如并行采集、壓縮感知等的發(fā)展，屏氣3D-MRCP技術(shù)受到廣泛關(guān)注，其成像速度明顯提高，且圖像質(zhì)量更佳，未來在臨床具有很好的應(yīng)用前景[11-12]。然而，屏氣3D-MRCP的設(shè)備性能要求較高，對國產(chǎn)磁共振設(shè)備廠家是一個很大的挑戰(zhàn)。

3.4 未來趨勢設(shè)備及技術(shù)需求分析

不同等級醫(yī)院對未來趨勢設(shè)備需求均較高，得分均在8分以上(一級需求)。磁共振設(shè)備的發(fā)展趨勢最終要和整個醫(yī)學(xué)的發(fā)展趨勢相適應(yīng)，隨著個體化醫(yī)療的發(fā)展，特殊部位、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。兒童磁共振檢查具有無輻射、軟組織對比度高的優(yōu)勢，在兒科疾病診斷中具有重要作用[13]。但是，兒童體型較小、配合度差，對MRI圖像分辨率及掃描速度要求更高。因而，研發(fā)適用于兒童檢查的專用線圈、提高成像速度及質(zhì)量、提高檢查舒適度是未來研究的重點。除此之外，磁共振輔助放療(MR-image guided radiation therapy，MRIGRT)近幾年也備受關(guān)注[14]，MRI具有無輻射、軟組織分辨率高、功能成像等優(yōu)勢，可以輔助臨床醫(yī)生在治療過程中精確定位靶區(qū)，進行靶區(qū)追蹤治療，并對治療結(jié)果進行評估，為每一位患者提供個性化治療。MR-IGRT目前已逐步應(yīng)用于食管癌、乳腺癌、膀胱癌等腫瘤患者的治療中[15-16]，相比其他放療不僅大大縮短了總的放療日程，而且在腫瘤的局部控制率及患者的總生存率方面有更大優(yōu)勢。

3.5 本研究的創(chuàng)新點及不足

需求分析是產(chǎn)品研發(fā)的基石，對產(chǎn)品的市場定位及未來發(fā)展方向起重要指導(dǎo)作用。國內(nèi)外對磁共振設(shè)備的臨床功能需求分析鮮有人報道，本研究在前期初步研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，對臨床功能需求調(diào)查表進一步細化，嘗試對不同等級醫(yī)院的臨床功能需求程度進行分級，為國產(chǎn)磁共振產(chǎn)品的研發(fā)提供參考。本研究尚有不足之處，由于調(diào)查范圍有限，部分地區(qū)未被覆蓋，且基層醫(yī)院及?？漆t(yī)院樣本量較小，不具有代表性，本研究未將其納入分析，后續(xù)研究可以進一步擴大樣本量，細化對象人群的類屬，按照被調(diào)查人群的從業(yè)地區(qū)、醫(yī)院類別、醫(yī)院等級等對調(diào)研結(jié)果進行分層分析，以期獲得更加精細的需求層次輸出。

4 小結(jié)

中高場磁共振設(shè)備的需求程度越來越高，應(yīng)作為國產(chǎn)磁共振設(shè)備未來研發(fā)的重點。不同等級醫(yī)院對MRI設(shè)備的臨床診斷、未來趨勢設(shè)備及技術(shù)的需求均較高，而對科研需求存在一定差異，國產(chǎn)磁共振設(shè)備廠家應(yīng)基于用戶需求進行產(chǎn)品定位和技術(shù)研發(fā)。

利益沖突：無。