當“24小時開機的磁共振”遇上“萬元收入能耗考核”——全國三級醫(yī)院正陷入設(shè)備升級與能耗紅線的兩難困局。數(shù)據(jù)顯示，一臺1.5T磁共振的月耗電量動輒吞噬醫(yī)院總電費的1/4，如何切實有效地降低磁共振能耗，已然成為醫(yī)療行業(yè)亟待攻克的重要課題。

縱觀科技發(fā)展歷史，材料領(lǐng)域的創(chuàng)新常常是突破技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵因素。以新能源汽車行業(yè)為例，2018 年特斯拉大膽創(chuàng)新，率先將碳化硅（SiC）材料應用于 Model 3 主驅(qū)動逆變器，成功實現(xiàn)了車輛續(xù)航能力的大幅提升，開啟了碳化硅在汽車領(lǐng)域廣泛應用的嶄新時代。

而今日，在湖北省荊州市磁共振新技術(shù)論壇上，關(guān)于碳化硅磁共振技術(shù)的分享引起了業(yè)界的極大關(guān)注。據(jù)悉，該設(shè)備由聯(lián)影醫(yī)療自主研發(fā)，首創(chuàng)碳化硅梯度放大器，最大化釋放GPA性能，并搭載全新磁共振可持續(xù)性發(fā)展解決方案，可為客戶節(jié)省高達57%的能耗，助力綠色醫(yī)療建設(shè)。

聯(lián)影醫(yī)療全球首臺碳化硅磁共振

許多醫(yī)院管理者在實際運營中發(fā)現(xiàn)：盡管投入不斷增加，效率和效益卻未顯著提升。科室運作流程繁瑣、物資浪費嚴重、能耗支出高企、設(shè)備維護不及時以及績效管理模糊等問題，已成為醫(yī)院在降本增效過程中繞不開的“頑疾”。其中，許多醫(yī)院的能耗支出占運營成本的20%以上，且設(shè)備故障和維護延遲也頻頻成為額外支出的來源。

根據(jù)公開資料顯示，上海某大型三甲醫(yī)院（擁有2000張左右的床位/年門診量達300萬人次以上）一年的運營成本約為 15 億元左右，其中能耗支出約1.8億元，而能耗支出中占比最大的則是電力消耗，達到65%，大型影像設(shè)備如磁共振成像（MRI）、計算機斷層掃描（CT）等，全天 24 小時開機，產(chǎn)生了巨大了耗電量。發(fā)布在放射學領(lǐng)域頂級期刊《Radiology》的《Climate Change and Radiology: Impetus for Change and a Toolkit for Action》一文做了如下統(tǒng)計：對腹部的一次MRI研究使用的能量足以為一個三居室的家庭冷卻一整天，產(chǎn)生的溫室氣體排放相當于駕駛機動車180英里。在瑞士的一家醫(yī)院，一年內(nèi)為四臺MRI和三臺CT掃描儀及其相關(guān)冷卻系統(tǒng)供電的能量相當于為一個852人的城鎮(zhèn)供電所需的能量，成本約為20萬美元。而根據(jù)調(diào)查顯示，部分國內(nèi)中小型醫(yī)院，一臺1.5T磁共振每月電費在數(shù)萬元，占到了醫(yī)院總電費的1/4。對于一些患者流通量較小的連鎖體檢中心，磁共振掃描項目甚至始終難以盈利。

雖然不同地區(qū)、不同規(guī)模和業(yè)務特點的醫(yī)院，其運營成本和能耗支出及結(jié)構(gòu)會有所不同，但上述案例在一定程度上反映當前各類醫(yī)院的相關(guān)情況。所以，節(jié)能降耗的理念正在逐步深入各個醫(yī)院的日常管理之中，即便每年能耗成本降低10%-30%，對醫(yī)院來說也是一筆可觀的費用節(jié)省。

某中小型專科醫(yī)院院長曾在公開場所表示，對于磁共振而言，如果單臺設(shè)備能夠省電達到25%-50%，對醫(yī)院來說，不僅可以直接減輕財務壓力，提升財務靈活性，還可以通過節(jié)省資金來優(yōu)化醫(yī)療環(huán)境、支持科研和教學，以間接提升醫(yī)院綜合醫(yī)療服務能力。

由此可見，57%的能耗下降對于絕大多數(shù)醫(yī)院來講都是具備巨大吸引力的。

驅(qū)動能耗大幅下降的要素中，碳化硅發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

隨著半導體技術(shù)的不斷發(fā)展，第一二代半導體材料工藝逐漸接近物理極限，傳統(tǒng)的硅基半導體材料在面對高功率、高溫、高頻等極端條件時，逐漸暴露出性能上的局限，如硅基器件在高壓下易出現(xiàn)較大的能量損耗，且隨著尺寸縮小，散熱問題愈發(fā)嚴重。

在此過程中，隨著材料制備技術(shù)的不斷進步，如晶體生長技術(shù)、外延技術(shù)等不斷發(fā)展，為第三代半導體材料碳化硅的研發(fā)和生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

SiC 與 Si 的物理性能對比

碳化硅作為一項劃時代的重要技術(shù)，其在諸多方面都展現(xiàn)出了巨大的變革潛力和影響力。SiC具有禁帶寬度大、熱導率高、擊穿場強高、電子飽和漂移速度快等優(yōu)點，能夠滿足在更苛刻條件下的應用需求，這與磁共振設(shè)備GPA對高效率、強功率、低能耗的嚴苛要求不謀而合。

SiC GPA(綠)相比 SiGPA(灰)常用序列功率對比

在SiC材料的加持下，聯(lián)影醫(yī)療首創(chuàng)SiC GPA，為磁共振設(shè)備賦予了新能源動力系統(tǒng)。SiC 材料具有高電子飽和速度的特性，電子在其中傳輸時，如同在高速公路上行駛般暢行無阻，這一特性大幅降低了器件損耗，降幅超過 60% 。在實現(xiàn)相同臨床效果的前提下，全序列功率降低幅度超過 50%。

SiC 與 Si 器件對比

此外，SiC的低損耗特性使其在工作過程中產(chǎn)生的熱量大幅降低，且可以在更高溫度下可靠運行，故其可以降低散熱系統(tǒng)的設(shè)計要求和尺寸。聯(lián)影醫(yī)療通過SiC GPA和智能水冷系統(tǒng)結(jié)合的全新設(shè)計，水冷功率降低了40%，設(shè)備年能耗從300噸標準煤驟降至129噸，節(jié)能效果非常顯著。

SiC GPA與傳統(tǒng)Si GPA對比圖

同時，由于SiC材料可以在更小的芯片面積上實現(xiàn)更高的功率處理能力，相比Si器件，大大提高了功率密度。這意味著磁共振GPA可以以更小的體積提供同等的功率輸出。SiC的低損耗特性也為散熱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供了更大的空間。結(jié)合全新的散熱設(shè)計，SiC GPA機柜尺寸可縮小至傳統(tǒng)Si GPA機柜的一半，有效降低設(shè)備整體重量，便于移動和安裝，極大提升醫(yī)療服務的靈活性和可及性。

隨著社會醫(yī)療需求的增加，醫(yī)院的能耗也在逐年呈上升趨勢，醫(yī)院節(jié)能降碳不僅是響應國家政策的需要，更是履行社會責任，提升競爭力的重要途徑，建設(shè)“綠色醫(yī)院”已成為未來中國醫(yī)院的必然發(fā)展趨勢。

2019年1月30日，國務院辦公廳印發(fā)《國務院辦公廳關(guān)于加強三級公立醫(yī)院績效考核工作的意見》（國辦發(fā)〔2019〕4號），把能耗指標中“萬元收入能耗支出”作為醫(yī)院績效考核的重要指標。

到了2023年，在國家衛(wèi)生健康委頒布的《國家三級公立醫(yī)院績效考核操作手冊2023版》中，更是明確了將“萬元收入能耗支出”（計量單位：噸標準煤/萬元）作為核心指標專門用于考核三級公立醫(yī)院的能源管理成效，三級醫(yī)院“萬元收入能耗支出”超標將直接影響評級和財政補貼，從而引導醫(yī)院進一步加強節(jié)能管理工作，推進節(jié)約型醫(yī)院建設(shè)。據(jù)測算，一臺傳統(tǒng)磁共振每年產(chǎn)生約300噸標準煤能耗，若無法實現(xiàn)設(shè)備升級，僅此一項就可能讓醫(yī)院在'國考'中丟掉關(guān)鍵分數(shù)。

緊跟國家政策導向，醫(yī)院正積極探索節(jié)能降耗新途徑，力求在能源效率與管理效能上實現(xiàn)飛躍。在這一發(fā)展轉(zhuǎn)型關(guān)口，聯(lián)影醫(yī)療率先推出的全球首臺碳化硅磁共振系統(tǒng)應運而生，為磁共振技術(shù)綠色化、智能化、高效化及小型化發(fā)展樹立了新的里程碑，有望全面革新磁共振領(lǐng)域，引領(lǐng)磁共振技術(shù)新能源時代的到來。