斷供九成！國產無液氦MRI卻跑到全球第二

4月14日，全球第三大氦氣供應國俄羅斯對氦氣實施期限到2027年底的臨時出口管制，規定向歐亞經濟聯盟（EEU）以外地區出口氦氣需獲得俄羅斯總理或其副手的直接批準。由于歐亞經濟聯盟僅包括俄羅斯及原蘇聯中亞地區四國，此次出口管制實際上等同于面向全球。

這對于全球氦氣供應鏈來說無異于雪上加霜。在此之前，因為伊朗危機導致卡塔爾（全球第一大氦氣供應國）氦氣斷供，全球氦氣供應已大幅下降1/3之多。這些因素使得全球氦氣價格已經連續大幅上漲，我國管束氦氣均價已經由3月5日的76元/方上漲至4月16日的150元/方。

這些持續而來的壞消息使得國產無液氦MRI近期突破的現實意義被驟然放大。就在4月初，鑫高益醫療宣布無液氦3.0T大磁體勵磁成功，成為國內首家、全球第二家掌握無液氦3.0T磁體量產能力的企業。在此之前，亦有多款國產1.5T無液氦MRI獲批。這將有望化解醫療影像長期面臨的核心原材料“卡脖子”難題。

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“卡脖子”的氦氣，MRI用量超三成！

MRI（磁共振成像）是現代醫學影像的核心設備之一，其成像原理依賴于超導磁體產生的強磁場。不過，要讓磁體維持超導狀態，需要借助液氦將磁體溫度降低至接近絕對零度（-269℃）的水平。

一般來說，一臺傳統1.5T MRI需要初始填充1500L液氦，3.0T MRI的填充量則提高到2000L。即便正常運行，MRI中的液氦也會逐漸蒸發，需要每3-4年補充一次，分攤到每年的成本可達數十萬元。如果不幸遭遇“失超”，液氦在短時間內揮發殆盡，損失可達上百萬元。

可以說，氦氣是維持MRI運轉的“血液”，沒有氦氣，再先進的MRI設備也不過是一堆廢鐵。

然而，氦氣恰恰是我國最稀缺的戰略資源之一。

氦氣在地球上極為稀少，不可再生，主要伴生于少量天然氣田且分布不均。按可采儲量總量計算，美國（40%）、卡塔爾（19%）、阿爾及利亞（16%）和俄羅斯（13%）四國合計占全球總量88%之多。按年產量計算，卡塔爾（39%）、美國（31%）兩國合計貢獻全球70%的產量，俄羅斯（12%）和阿爾及利亞（11%）則貢獻了剩余的產量。

我國的天然氣田氦氣豐度極低，具備經濟開采價值的氦氣資源極少。這使我國氦氣供應長期依賴進口。2021年之前，我國氦氣對外依存度長期高達98%左右，直至2021年產能建設提速，我國氦氣自產量才逐漸提升。

然而，即便近年來氦氣自產量屢創新高，2024年，我國氦氣進口依賴度仍高達83.51%。其中，卡塔爾是最大的供應國，在我國進口氦氣中占比高達55.6%，俄羅斯則占比42.02%，兩國合計幾乎占據了我國進口氦氣的全部。

MRI則是我國氦氣市場最大下游細分領域，2024年占比達到36.3%左右。對于我國MRI行業而言，氦氣是顯而易見的“卡脖子”原材料。

MRI行業一直在致力通過技術研發減少MRI對氦氣的依賴，也就是無液氦MRI。

無液氦MRI不再依賴液氦來充當磁體和制冷機之間的傳熱介質，而是通過固體導冷結構直接連接磁體和制冷機，把磁體熱量帶走。這對熱隔離設計、磁體材料、制冷系統穩定性都提出了極高的工程要求。

目前，全球MRI行業圍繞無液氦MRI已形成多條并存路線。

考慮到與現有龐大產品線的銜接，國外巨頭選擇主攻微氦路線。比如，飛利浦只需約7L液氦永久密封在磁體中，出廠后不再補充，基本脫離外部氦氣供應鏈。因此，該路線又被稱為“零液氦消耗”。西門子則走得更遠，將密封液氦用量減少到約0.7L，比飛利浦又少了一個數量級。

沒有包袱的國產廠商則選了一條截然不同的路。以鑫高益研發成功的3.0T無液氦磁共振為例，即宣稱采用全固態直接傳導冷卻技術，磁體內部完全零液氦且實現零氦氣密封，實現無氦依賴、零氦風險、零氦成本，從源頭上徹底切斷了供應鏈安全隱患。

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可直立可移動可基層，無液氦MRI應用前景廣闊

相比傳統MRI，無液氦MRI在使用成本和便捷性上有明顯的優勢。

首先，無液氦MRI的全周期使用成本更低。雖然當前價格比同檔傳統MRI貴100-200萬元，但省去了年均數十萬的液氦補充費，十年間僅氦氣一項就能節約數百萬元。設備生命周期成本甚至可降低40%之多。考慮到最近幾年氦氣價格高企已成定局，無液氦MRI所節約的使用成本優勢將更加明顯。

其次，無液氦MRI將極大降低MRI對醫院基礎設施的要求。傳統MRI需要防爆墻和失超管等安全設施，對機房承重和通風散熱也都有極高要求。無液氦MRI則極大降低這些要求，以往條件不足的基層醫院可以直接裝機，亦可以將MRI放置到高層建筑。

無液氦MRI的這些全新特點也得以延伸出眾多傳統MRI無法實現的應用場景。比如可移動MRI可讓術中患者安全進行磁共振檢查；可旋轉MRI則可以進行多姿態（比如坐立位、站立位）下的醫學診斷，也可以進行多姿態下的腦功能成像和科學研究；平戰結合的車載MRI則可以快速進行應急響應和戰略部署。

站在全局來看，氦氣在其他關鍵領域同樣非常重要，其第二大用途半導體制造也是近年我國發展迅速的領域，需求量正快速攀升。無液氦MRI可以極大降低這一不可再生資源的消耗，本身就具有資源戰略意義。

不過，臨床關心的問題只有一個，無液氦MRI的影像質量是否可以媲美傳統MRI設備？

信噪比是MRI的基礎指標，決定了生成圖像的清晰程度。這一指標主要由主磁場強度、接收線圈靈敏度和序列參數決定，與冷卻方式沒有直接關系。以媒體公開報道的國產無液氦MRI在多家頂尖三甲醫院的臨床使用反饋來看，無液氦MRI在常規部位的影像質量與傳統MRI等效，完全能夠滿足日常臨床需求。

國產無液氦MRI的影像質量已足以滿足日常臨床需求（圖片截自萬東醫療官網）

不過，傳統MRI磁體依賴低溫液氦維持極其穩定的磁體，無液氦MRI則依賴制冷機傳導冷卻，制冷機波動導致的溫度變化會更直接地傳導到磁體。在長時間連續掃描時，無液氦MRI需要更精密的溫度補償機制來保持磁場穩定，可能會產生輕微偽影。這使其在科研等極端高要求場景下還有進步空間。

03

砥礪前行，國產無液氦MRI吹響沖鋒號角

在無液氦MRI上，萬東醫療是國內起步較早的企業。2022年，其無液氦1.5T MRI獲得NMPA三類醫療器械注冊證，是NMPA首張無液氦MRI注冊證。此后產品持續迭代，2025年，萬東醫療推出了第三代無液氦MRI平臺。目前，萬東醫療的無液氦MRI已落地北京積水潭醫院、四川大學華西第二醫院等知名醫院。

在國際化進展上，萬東醫療同樣做得不錯。截至目前，萬東無液氦MRI已在已在烏茲別克斯坦、巴西、索馬里、阿爾及利亞、印度尼西亞等20余國落地，在全球也算領先。

鑫高益同樣取得了不小成就。其1.5T無液氦MRI不僅具有無氦特點，還實現了可旋轉掃描和直立掃描功能，在骨科和運動科學拓展了新的應用場景。2021年，鑫高益1.5T無液氦MRI進入創新醫療器械特別審批程序，并在2022年獲批三類證。

2026年4月9日，鑫高益3.0T大磁體勵磁成功更具里程碑意義，打破了飛利浦之前在3.0T無液氦MRI的獨家壟斷。當然，從勵磁成功到產品規模化量產仍有相當一段路要走，但這一路徑的方向已經得到證明。

此外，朗潤醫療的無液氦MRI也已拿下醫療器械注冊證。

在更高場強的無液氦MRI上，國內企業也在聯合科研機構聯合攻關。去年10月，萬東醫療與中國科學院電工研究所達成戰略合作。萬東醫療負責加速實驗室成果向臨床產品轉化，中國科學院電工研究所則提供前沿技術支持，共同推進國產高端醫療裝備發展進程。

中國科學院電工研究所是全球超導磁體領域的頂級機構，在今年初實現了35.6T全超導磁體，創造了全超導用戶磁體新的世界紀錄，并在2022年5月成功研制出滿足人體全身成像的9.4T超高場超導磁體，使我國成為亞洲第一個掌握該項關鍵技術的國家。

在無液氦超導磁體賽道，電工所已取得實質突破。2023年完成的“7T超高場無液氦磁共振成像系統關鍵技術”已通過成果鑒定，可用于滿足小鼠等動物成像檢測需求。鑒定委員會一致認為，該技術成果整體處于國際領先水平。

中科院電工所通過成果鑒定的7T超高場無液氦MRI系統（圖片來自中科院電工所官網）

有了關鍵技術的實質突破，最終量產只是一個時間問題。

雖然無液氦MRI有著不少優勢，但現階段也有亟待改善的問題。

最現實的障礙便是價格。雖然其生命周期成本比同檔有氦機型更低，但初始采購成本也的確要高100-200萬元，對于更關注采購成本的醫院而言是實打實的門檻。

規模化生產無疑是降低成本的關鍵所在。目前，鑫高益等企業正在推進年產600套無氦磁體的規模化項目，預計可在2028年前后將主流場強的無液氦MRI價格降至與傳統MRI同等的水平。

另一方面，來自政策的支持必不可少。去年底，無液氦MRI成功入選了工信部、國家衛健委和國家藥監局聯合發布的《2025年高端醫療裝備推廣應用項目清單》，將成為醫院配置和更新設備時優先考慮的方向。

在臨床驗證和政策支持的雙重驅動下，國產無液氦MRI的推廣正在提速。在“國產替代”的大背景下，無液氦MRI有望實現加速成長。

04

2026年的氦氣危機為全球都敲了一記警鐘。對于氦氣進口高依賴度的我國來說，無液氦MRI可以大幅減少氦氣使用，將關鍵的戰略材料應用到其他戰略領域，長期戰略價值不言自明。

從1.5T無液氦MRI全球首獲注冊，到3.0T無液氦MRI成功勵磁打破壟斷，國產無液氦MRI行業的努力探索不由得讓人想起國產新能源汽車“換道超車”的成功案例。對于中國高端醫療裝備而言，無液氦MRI的成功或許只是一個開始。在PET-MR、光子計數CT等更多前沿領域，國產廠商正在蓄勢待發。

中國高端醫療器械的故事，正在寫下越來越多令人振奮的篇章。

參考資料：

HUANG Qian，WANG Chunyan，ZHANG Zhe，et al. Global and China’s helium industry chain: development status, opportunities, and challenges[J]. China Mining Magazine，2025，34（12）：15-24. DOI: 10.12075/j.issn.1004-4051.20251532

QIN Shengfei，SUN Qisen，YUE Shichao，et al. Overview of China’s helium industry and its future development[J]. China Mining Magazine，2025，34（12）：4-14. DOI: 10.12075/j.issn.1004-4051.20252588

王耀輝，中國科學院電工研究所官網：《7T超高場無液氦磁共振成像系統關鍵技術通過成果鑒定》

宗詩涵，科技日報：《勇攀超導強磁科研高峰——記中國科學院電工所無液氦高場強磁裝備團隊》

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