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當“２４小時開機的磁共振”遇上“萬元收入能耗考核”——全國三級醫院正陷入設備升級與能耗紅線的兩難困局。數據顯示，一臺１．５Ｔ磁共振的月耗電量動輒吞噬醫院總電費的１／４，如何切實有效地降低磁共振能耗，已然成為醫療行業亟待攻克的重要課題。
縱觀科技發展歷史，材料領域的創新常常是突破技術瓶頸的關鍵因素。以新能源汽車行業為例，２０１８ 年特斯拉大膽創新，率先將碳化硅（ＳｉＣ）材料應用于 Ｍｏｄｅｌ ３ 主驅動逆變器，成功實現了車輛續航能力的大幅提升，開啟了碳化硅在汽車領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論壇上，關于碳化硅磁共振技術的分享引起了業界的極大關注。據悉，該設備由聯影醫療自主研發，首創碳化硅梯度放大器，最大化釋放ＧＰＡ性能，并搭載全新磁共振可持續性發展解決方案，可為客戶節省高達５７％的能耗，助力綠色醫療建設。
聯影醫療全球首臺碳化硅磁共振
許多醫院管理者在實際運營中發現：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、設備維護不及時以及績效管理模糊等問題，已成為醫院在降本增效過程中繞不開的“頑疾”。其中，許多醫院的能耗支出占運營成本的２０％以上，且設備故障和維護延遲也頻頻成為額外支出的來源。
根據公開資料顯示，上海某大型三甲醫院（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，產生了巨大了耗電量。發布在放射學領域頂級期刊《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。在瑞士的一家醫院，一年內為四臺ＭＲＩ和三臺ＣＴ掃描儀及其相關冷卻系統供電的能量相當于為一個８５２人的城鎮供電所需的能量，成本約為２０萬美元。而根據調查顯示，部分國內中小型醫院，一臺１．５Ｔ磁共振每月電費在數萬元，占到了醫院總電費的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、不同規模和業務特點的醫院，其運營成本和能耗支出及結構會有所不同，但上述案例在一定程度上反映當前各類醫院的相關情況。所以，節能降耗的理念正在逐步深入各個醫院的日常管理之中，即便每年能耗成本降低１０％－３０％，對醫院來說也是一筆可觀的費用節省。
某中小型專科醫院院長曾在公開場所表示，對于磁共振而言，如果單臺設備能夠省電達到２５％－５０％，對醫院來說，不僅可以直接減輕財務壓力，提升財務靈活性，還可以通過節省資金來優化醫療環境、支持科研和教學，以間接提升醫院綜合醫療服務能力。
由此可見，５７％的能耗下降對于絕大多數醫院來講都是具備巨大吸引力的。
驅動能耗大幅下降的要素中，碳化硅發揮了至關重要的作用。
隨著半導體技術的不斷發展，第一二代半導體材料工藝逐漸接近物理極限，傳統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較大的能量損耗，且隨著尺寸縮小，散熱問題愈發嚴重。
在此過程中，隨著材料制備技術的不斷進步，如晶體生長技術、外延技術等不斷發展，為第三代半導體材料碳化硅的研發和生產提供了技術支撐。
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，其在諸多方面都展現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點，能夠滿足在更苛刻條件下的應用需求，這與磁共振設備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，聯影醫療首創ＳｉＣ ＧＰＡ，為磁共振設備賦予了新能源動力系統。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的設計要求和尺寸。聯影醫療通過ＳｉＣ ＧＰＡ和智能水冷系統結合的全新設計，水冷功率降低了４０％，設備年能耗從３００噸標準煤驟降至１２９噸，節能效果非常顯著。
ＳｉＣ ＧＰＡ與傳統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構的優化提供了更大的空間。結合全新的散熱設計，ＳｉＣ ＧＰＡ機柜尺寸可縮小至傳統Ｓｉ ＧＰＡ機柜的一半，有效降低設備整體重量，便于移動和安裝，極大提升醫療服務的靈活性和可及性。
隨著社會醫療需求的增加，醫院的能耗也在逐年呈上升趨勢，醫院節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“綠色醫院”已成為未來中國醫院的必然發展趨勢。
２０１９年１月３０日，國務院辦公廳印發《國務院辦公廳關于加強三級公立醫院績效考核工作的意見》（國辦發〔２０１９〕４號），把能耗指標中“萬元收入能耗支出”作為醫院績效考核的重要指標。
到了２０２３年，在國家衛生健康委頒布的《國家三級公立醫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院的能源管理成效，三級醫院“萬元收入能耗支出”超標將直接影響評級和財政補貼，從而引導醫院進一步加強節能管理工作，推進節約型醫院建設。據測算，一臺傳統磁共振每年產生約３００噸標準煤能耗，若無法實現設備升級，僅此一項就可能讓醫院在＇國考＇中丟掉關鍵分數。
緊跟國家政策導向，醫院正積極探索節能降耗新途徑，力求在能源效率與管理效能上實現飛躍。在這一發展轉型關口，聯影醫療率先推出的全球首臺碳化硅磁共振系統應運而生，為磁共振技術綠色化、智能化、高效化及小型化發展樹立了新的里程碑，有望全面革新磁共振領域，引領磁共振技術新能源時代的到來。
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