36氪获悉,苏州普思影医疗近日完成近亿元A轮融资,由常春藤资本领投,老股东东软资本持续追加注资,小明科技跟投。本轮融资将用于加速低氦虹吸导冷技术PhaseXCool®在超导磁体装置上的产业化落地及拓展,包括医疗磁共振(MRI)设备、工业磁拉单晶超导磁体系统、精密科学仪器三大领域。
普思影医疗创始人倪志鹏博士的职业轨迹,围绕着“超导磁体”这一核心。在中国科学院等离子所、中科院电工所、飞利浦医疗、东软医疗等机构任职期间,多次在超导磁体研发方面取得突破。2019年,他作为首席科学家,主导科技部国家重点研发计划“低液氦低温超导磁体研发”(项目编号:2019YFC0117500)项目。
磁共振成像(MRI)是现代医学诊断的基石,其核心部件超导磁体必须在零下268.95摄氏度(4.2K)以下的极低温环境中才能工作。传统技术营造低温超导的方法是,将超导线圈系统浸没在装满液氦的“浴缸”里。
这种低温获取方式是稳定可行的,但背后却是高昂代价和巨大风险。首先,液氦是不可再生的稀缺战略资源,中国的氦资源95%以上依赖进口,且主要来源于美国和俄罗斯等地区。若国际地缘政治冲击液氦供应,将直接冲击中国高端医疗装备制造的命脉。
其次,成本高昂。近年来,液氦价格已从过去的二三十元/升飙升至两三百元/升。在运行的全生命周期,一台3.0T的磁共振设备需消耗数千升液氦,成本高达数百万,几乎与设备的物料制造成本相当。这笔费用给患者、医院、医保都带去了极沉重的负担。
多年前,全球医疗影像三巨头GE、Philips、Semens(GPS)便预见到上述困境,并斥巨资研发下一代低液氦技术。如今,GPS的低液氦磁共振设备正作为高端产品线销售。
倪志鹏博士创立的普思影医疗,目标便是研发国产的低液氦超导磁体技术,实现技术跨越。其自主研发的PhaseXCool®技术,通过氦的气液相变实现了GM冷头与磁体内部关键部件的有效换热,液氦在蒸发过程中吸收热量,再经GM制冷机冷凝回流,实现磁体的稳定运行。
普思影医疗研发的新一代低液氦磁体,核心突破是摆脱了对液氦过度依赖,直接利用GM制冷机二级冷头(3–4K)作为冷源,通过低氦虹吸导冷技术,对磁体冷质量(包括:超导线圈、超导开关和超导接头等关键部件)进行高效换热,实现大型超导磁体的快速稳定的极低温环境获取,保证了超导磁体在低液氦消耗的情况下,依然能稳定运行在4.2K液氦温区以下。这一过程依赖密闭管道与换热器的精密设计,实现气液两相循环的自驱动冷却。
这种创新技术路径的难点在于:没有液氦的天然包裹,所有核心部件必须依靠管路均匀高效换热,否则容易出现局部温升,影响超导磁体的稳定性。为此,研发团队提出了一套优化算法,不仅能满足10 ppm级别的磁场均匀度,还能控制磁场的球面谐波分布。在为低温管道预留空间的同时,依旧保持高质量成像所需的磁场性能。
此外,新技术在结构设计上也进行了减重优化。通过取消传统线圈骨架、采用轻量化连接结构件,显著降低了“冷质量”,减少了制冷机负担。整机重量较传统磁体下降近一半,从4.5–6吨减至约3吨,大幅降低了制造和装机的门槛。
对医院而言,这意味着基建要求降低、安装更灵活,使用维护成本也同步下降。同时,因为节省了巨额液氦成本,磁体的综合运维成本可下降50% 。
再者,全封闭的自循环系统杜绝了液氦泄漏和失超风险,停机后的恢复时间也缩短至传统设备的三分之一。
除了在新一代MRI方面的应用,这一极低温、强磁场技术平台还有望应用于其他领域。
比如在精准放疗领域,将磁共振与放疗设备(直线加速器)结合的MR-Linac,是目前最顶尖的癌症治疗设备之一,国内单套售价近亿元。该装备所需的分裂式磁共振图像引导系统技术,也可通过普思影医疗的低氦超导磁体平台实现。
此外,在脑科学研究方向,7T、9.4T等极高场磁共振系统是研究帕金森、阿尔茨海默等脑部疾病的前沿工具。传统高场设备因其巨大的液氦消耗和维护难度而成本高昂,新一代低液氦技术有望大幅降低使用门槛,加速脑科学研究发展。
在工业领域,其同样具备可观的应用价值。半导体与光伏行业中,芯片制造和N型光伏电池所需的12英寸大尺寸高纯度单晶硅,必须采用“磁拉单晶(MCZ)”工艺,而这一工艺的核心就是超导磁体。上述技术有望为该领域提供磁场更稳定、成本更低的国产核心装备。
据倪志鹏规划,普思影医疗将在明年6月前,向国内主要客户交付首批3.0T低液氦磁共振超导磁体,用于整机系统的测试验证。面向工业领域的磁拉单晶磁体,也计划在明年年底前交付客户测试。
Grand View Research数据显示,2024年全球MRI设备市场规模已约为71亿美元,预计到2030年将增长至 103 亿美元。DataHorizzon研究显示:低液氦MRI市场规模或将从2024年的28亿美元扩展至2033年的59亿美元,增长态势明确。这一技术成功落地,将推动国内高端医疗装备实现“核心零部件自主可控”,并推动MRI等下沉入县域医院等,降低患者检查门槛。
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