核磁共振（MRI）作为上世纪80年代发展起来的全新影像检查技术，是继CT后影像行业的又一大进步，已与X线成像、超声成像、核医学成像并列构成影像学四大检查手段。自1984年美国FDA批准医用磁共振成像设备用于临床以来，医用磁共振设备市场已经历了三十多年的发展。
近年来，美国等发达国家重点发展高场MRI设备，其在成像质量、数据处理效率和检测速度等方面均得到优化。同时，各种专用MRI设备逐渐投放市场，进一步推动了MRI技术的普及与应用。
1、初始MRI磁共振成像
磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是利用特定频率的射频脉冲对置于磁场中含有自旋不为零的特定原子核的物质进行激发，从而产生磁共振现象，在此基础上利用感应线圈采集信号，并按一定数学方法进行处理而建立数字图像的成像方法。
由此可知MRI的基本原理是磁共振现象，因为人体内广泛存在的氢原子核含单数质子，犹如一个小磁铁，在均匀的强磁场中，小磁体的自旋轴将按磁场磁力线的方向重新排列，在这种状态下，用特定频率的射频脉冲进行激发，作为小磁体的氢原子核吸收一定量的能而共振，即磁共振。
（磁共振原理）
影响磁共振成像的因素包括：（a）质子的密度；（b）弛豫时间长短；（c）血液和脑脊液的流动；（d）顺磁性物质（e）蛋白质。磁共振影像灰阶特点是，磁共振信号愈强，则亮度愈大，磁共振的信号弱，则亮度也小，从白色、灰色到黑色。各种组织磁共振影像灰阶特点如下：脂肪组织，松质骨呈白色；脑脊髓、骨髓呈白灰色；内脏、肌肉呈灰白色；液体，正常速度流血液呈黑色；骨皮质、气体、含气肺呈黑色。
磁共振成像设备主要由主磁体、梯度系统、射频系统、谱仪系统和计算机及辅助设施组成，其中谱仪系统是MRI的核心控制中心。磁共振成像设备各组成部分介绍如下：
（1）主磁体
主磁体是磁共振设备的主要组成部分，分为电磁体和永磁型。
（2）梯度系统
成像用的梯度系统至少由X、Y、Z三路梯度线圈组成。梯度系统包括梯度线圈、梯度控制器、数/模转换器、梯度放大器及梯度冷却系统等。
（3）射频系统
射频系统由射频线圈、射频发生器和接收器组成，其主要作用是激发检测部位并收集磁共振信号。
（4）谱仪系统
谱仪系统是磁共振设备的中心控制系统，负责产生、控制序列的各个环节并协调运行，如射频的发射时序、梯度的配合施加时序等，进而完成信号采集、数据处理和图像重建。
（5）计算机及辅助设施
计算机及辅助设施包括主控计算机、图像显示、检查床及射频屏蔽、磁屏蔽、UPS电源、冷却系统等，其作用是保证自检查开始到获得MR图像的过程能井然有序、精确无误地进行。
（磁共振的主要组成系统概述）
根据场强的大小，可以把MRI分为低场、中场、高场及超高场。
（1）场强小于0.5T的MRI叫做低场MRI，这种磁共振一般是永磁型的。
（2）场强在0.5T和1.0T的MRI叫做中场MRI。
（3）场强大于1.0T并小于2.0T的MRI属于高场MRI，比如临床中常用的1.5T。
（4）场强大于2.0T属于超高场MRI，包括临床常用的3.0T以及最新的7.0T。
2、MRI的发展历程
（一）第一阶段：磁共振现象的发现
1882年，塞尔维亚裔美籍科学家尼古拉·特斯拉在匈牙利布达佩斯发现了旋转磁场。
1896年，荷兰科学家塞曼发现了塞曼效应，利用磁力将光谱分开。也因此，塞曼与提供相关理论依据的荷兰科学家亨得里克·安顿· 洛伦兹获得了1902年诺贝尔物理学奖。
1924年，Pauli发现电子除了对原子核绕行外，还可高速自旋，有角动量和磁矩。
1930年，物理学家伊西多·艾萨克·拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，施加无线电波后，原子核的自旋方向发生翻转，该发现获得1944年诺贝尔物理学奖。
1946年，斯坦福大学的物理学家费利克斯·布洛赫和哈弗大学的爱德华·米尔斯·珀塞耳成功利用“核磁共振”来量度某一频率的电磁辐射被放置在强磁场中的原子核吸收的程度。
1950年，美国物理学家欧文·哈恩发现了双脉冲下磁共振自旋回波现象。
1968年，理查德·恩斯特团队改进激发脉冲序列和分析算法，提高了信号的灵敏度以及成像速度，磁共振技术开始逐步成熟。理查德·恩斯特本人也因此获得1991年诺贝尔化学奖。
（二）第二阶段：MRI的商业化进程
1971年，美国物理学家雷蒙德·达马迪安证实核磁共振波谱技术可以用于区分体内恶性肿瘤和正常组织。
1977年，雷蒙德•达马迪安的团队用第一台全身医用MRI设备为病人做MRI检查，获得了第一幅人体磁共振图像——胸部轴位质子密度加权图像，标志着MRI技术在医学领域应用的开始。
1973年，化学家保罗·克里斯琴·劳特伯和物理学家彼得·曼斯菲尔德爵士在荷兰的中心实验室搭建完成了最初的磁共振成像系统，并对充满液体的物体进行了成像，得到了著名的核磁共振图像“诺丁汉的橙子”
1976年，首次成功实现对活体进行手指的MRI成像。
1978年，荷兰中心实验室的“质子项目”研究团队研制出了0.15T的磁共振系统。
1977年，美国Damadian研制成功第一台人体核磁共振断层成像仪。
1979年，德国Bruker公司生产出第一台500MHz超导 NMR谱仪。
1980年，荷兰中心实验室得到第一幅人类头部核磁共振图像和二维傅里叶变换后的图像。
（第一幅人类头部核磁共振图像和二维傅里叶变换后的图像）
1983 年，美国放射学会推荐将核磁共振（NMR）改为磁共振（MR），以此缓解民众对于核医学的担忧。
1984年，FONAR公司制造的第一台MRI系统获得FDA认证，这是第一台可用于临床的全身MRI系统，MRI设备开始走向商业化。
2000年，美国Varian公司生产出第一台900MHz的超导NMR谱仪。
（三）MRI的国产化进程
1982年，由原国家科委组织MRI技术开发研究课题，中国开始发展MRI技术。
1985年，广州南方医院引进首台0.282T常导型MRI设备。
1986年，中国医科院肿瘤医院引进首台0.6T超导型MRI设备。同年，深圳安科公司成立，标志着自主研发MRI设备的开始。
1987年，我国第一台 1500 高斯永磁体磁共振仪问世。
1988年，我国首台MRI获得了清晰的人体头部断层图像。
1992年，安科公司研制出中国首台超导磁共振（0.6T）系统。
2007年，由奥泰公司研发生产的1.5T超导磁共振Centauri 1.5T问世。
2014年，联影uMR770磁共振成像系统成为我国首次批准注册的国产3.0T超导磁共振系统。
2017年，全球首台可用于临床的7.0T磁共振取得CE认证，标志着磁共振进入7T时代。
（四）MRI的国产化率
根据沙利文的统计，2020年GPS（GE医疗、西门子医疗、飞利浦医疗）的MRI设备约占市场份额70%。
2021年，据医招采公开数据统计，国内共采购1061台超导MRI系统（含1.5T、3.0T及其他品种），GE医疗、西门子医疗和飞利浦医疗分别占据28%、25%和18%的市场份额，销售金额占比分别为31%、29%、20%，国产化率仍有待提升。
我国头部公司联影医疗2018~2021年MRI设备收入从6.55亿元增长至15.29亿元，复合增速为32.6%，2021年收入占比21%，为公司第二大业务。
3、MRI的市场规模
2018年，全球开放式MRI系统市场规模为9.06亿美元，预计到2026年将以6.4%的复合年增长率增长。与年龄相关慢性病发病率的增长、生活方式的改变以及对安全和准确诊断方法的需求是推动整个市场增长的主要因素之一。例如，根据美国癌症协会（American Cancer Society）的数据，2016年脑癌和脊髓癌约占美国所有癌症的1.3%。对早期准确诊断工具的需求不断增加，预计将对预测期内的市场增长产生积极影响。
（来源：GrandViewResearch）
在按磁场强度划分的磁共振成像系统市场中，低场强系统包括强度小于0.5T的器件，中场强系统包括0.5T至0.9T的设备，而高场强系统包括0.9T以上的MRI。其中高场强系统占据了最大的市场份额，在包括肌肉骨骼和脊柱疾病在内的多种疾病中都有应用。
（来源：GrandViewResearch）
根据中国医学装备协会统计，国内市场2017至2021年磁共振成像系统市场保持高速增长，年复合增长率达到5.93%。2021年我国磁共振成像系统行业市场规模为192.29亿元，具体如下：
（来源：中国磁共振成像系统行业发展现状分析与未来投资研究报告2022-2029）
1.5T MR是磁共振成像系统目前最主要的细分市场，保有量最多，市场规模占比最大。截至2021年，国内1.5T MR占整个磁共振成像系统市场规模的60%以上，市场规模达到118.64亿元。从市场情况来看，目前全球的磁共振成像系统更新换代主要以3.0T MR取代1.5T MR。目前，中国已成为全球3.0T MR增长速度最快的市场。2021年，中国3.0T MR市场规模达到49.32亿元，预计未来3.0T MR将成为中国MR市场的主要增长点，其占比将于2030年增长至40.2%。
（来源：中国磁共振成像系统行业发展现状分析与未来投资研究报告2022-2029）
（来源：中国磁共振成像系统行业发展现状分析与未来投资研究报告2022-2029）
4、全球MRI主要玩家
（一）GE Healthcare
GE医疗(Nasdaq: GEHC) 年营收约180亿美元。拥有超过400万台的全球装机量，覆盖公司四大业务板块 —— 医学影像、超声、生命关爱和药物诊断。
GE医疗的3.0T磁共振产品SIGNA™ Pioneer Elite，采用第二代磁体，保障大孔径条件下的磁场均匀度，实现高质量的图像清晰度和信噪比，有效减少图像伪影，提升临床精准诊断和治疗水平。
此外，GE医疗的AIR Recon DL首次将深度学习技术嵌入到磁共振重建原始数据阶段，实现了对MR信号与噪声信号的有效分离，从而获得纯净的磁共振信号，提升了磁共振成像的效率，拓宽了磁共振扫描速度。
（二）Koninklijke Philips N.V.
（来源：Koninklijke Philips N.V.官网）
荷兰皇家飞利浦公司是一家多元化的全球医疗保健公司，业务涉及三个领域：诊断和治疗、互联网医疗和个人健康。该公司约50%的收入来自诊断和治疗领域，包括成像系统、超声设备、图像引导治疗解决方案和医疗保健信息学。
飞利浦临床核磁共振成像设备包括Achieva系统、Ingenia系统以及Multiva 系统，具备dStream全数字影像链，可提供高清图像质量和快速扫描速度。
飞利浦的Multiva 1.5T XD重塑了磁共振图像处理系统，针对磁共振梯度和射频运行规律，通过强化其浮点运算、并行计算的能力，使之不再局限于三维图像处理，而是能够实现四维图像的精准解析，并首次从磁共振中控处理系统里独立出来。
（三）Siemens Healthineers
（来源：Siemens Healthineers官网）
西门子医疗是美国的一家医疗影像诊断服务商，主要从事临床诊断和治疗系统的生产及销售，其核心业务包括影像诊断、临床诊疗与实验室诊断、分子诊疗的配套服务业务系统，产品包括CT计算机断层扫描仪、超声诊断系统和血管造影设备等。
医学影像业务是目前西门子医疗的主要收入来源。作为世界上少数能够生产一体化MR-PET系统的厂商，西门子医疗的Biograph mMR系统实现了磁共振和分子影像的一体化，可同机同时获得精确的空间定位和图像融合。两种影像互不干扰，有机融合，能帮助医生对癌症及脑部疾病做出更准确的诊断。
公司旗下的新型磁共振扫描仪Magnetom Free.Star已获得FDA批准，Magnetom Free.Star磁共振是西门子医疗继MAGNETOM Free.Max后，High-V MR平台的第二台MRI。与传统扫描仪相比，MAGNETOM Free.STAR 降低的能耗使总生命周期成本降低30%以上，采用Deep Resolve 算法执行有针对性的图像处理，提供清晰、高分辨率的图像。
2022年11月，西门子医疗公布了用于临床和科研的两台最新的磁共振成像断层扫描仪，分别为3T Magnetom Cima.X和7T Magnetom Terra.X。两款产品融入了新的Open Recon平台，进一步加速AI赋能智能医疗设备。
（四）Canon Medical Systems Corp.
（来源：Canon Medical官网）
佳能医疗系统株式会社（简称“佳能医疗”）从事用于疾病的早期诊断、早期治疗的CT、MRI（核磁共振扫描设备）、US（超声波诊断设备）、X光诊断设备等影像诊断系统以及CL生化检验设备的研发和生产。佳能医疗CT技术覆盖滑环技术、亚毫米高精度探测器，宽体探测器技术等。
Vantage Galan是佳能旗下的纯源射频3.0T磁共振，Vantage Galan配置71cm大孔径和短磁体，采用纯源射频，能吸收外界噪声混入和梯度涡流产生的电磁波干扰，提升射频场纯净度，并搭载“Pianissimo”硬件降噪技术，可提升患者的检查舒适度和成功率。Vantage Galan已经获得我国NMPA批准上市。
（五）Esaote
（来源：Esaote官网）
Esaote百胜医疗是全球第一家研发专用磁共振成像设备 （MRI）和融合成像等创新技术的企业，是业内领先的医疗诊断设备制造商，核心产品包括超声医学成像解决方案和专用核磁共振成像系统。
公司旗下的Magnifico Open是一种开放式全身MRI系统，可弥合传统肌肉骨骼成像和全身成像之间的差距，已获得美国FDA批准。Magnifico Open配备了多项先进医疗技术，如Speed Up，以确保在减少检查时间的同时获得最佳图像质量；True-Motion实时成像，提供标准MRI的补充方法，以获得全面的临床和诊断图像。
（六）Bruker
（来源：Bruker官网）
Bruker是磁共振波谱仪器的市场领导者，包括核磁共振（NMR）、时域核磁共振（TD-NMR）、电子顺磁共振（EPR）和临床前磁共振成像（MRI）。Bruker推出的7特斯拉和9.4特斯拉导电冷却麦克斯韦磁体，用于临床前磁共振成像（MRI）系统组合。随着BioSpecMaxwell 3特斯拉模型的成功，Maxwell 7特斯拉和9.4特斯拉磁铁消除了液氦或液氮填充的需要，同时为临床前MRI和PET/MR研究提供高场灵敏度和分辨率。
5、结语
随着竞争企业的产品线不断扩充，丰富磁共振产品线成为相关企业应对市场竞争的重要手段。另外随着人口老龄化的不断加剧，以及临床对疾病快捷、精准诊断的要求逐渐提高，预计超导型MRI设备市场将不断增长。此外，磁共振逐渐进入人工智能时代，不仅意味着磁共振单机性能的突破，更为磁共振在临床诊疗的拓展提供了更多可能。
