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當(dāng)“２４小時(shí)開機(jī)的磁共振”遇上“萬元收入能耗考核”——全國三級(jí)醫(yī)院正陷入設(shè)備升級(jí)與能耗紅線的兩難困局。數(shù)據(jù)顯示，一臺(tái)１．５Ｔ磁共振的月耗電量動(dòng)輒吞噬醫(yī)院總電費(fèi)的１／４，如何切實(shí)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(yīng)用于 Ｍｏｄｅｌ?。场≈黩?qū)動(dòng)逆變器，成功實(shí)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(yīng)用的嶄新時(shí)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(dá)５７％的能耗，助力綠色醫(yī)療建設(shè)。
聯(lián)影醫(yī)療全球首臺(tái)碳化硅磁共振
許多醫(yī)院管理者在實(shí)際運(yùn)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?？剖疫\(yùn)作流程繁瑣、物資浪費(fèi)嚴(yán)重、能耗支出高企、設(shè)備維護(hù)不及時(shí)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(yùn)營成本的２０％以上，且設(shè)備故障和維護(hù)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(dá)３００萬人次以上）一年的運(yùn)營成本約為?。保怠|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(dá)到６５％，大型影像設(shè)備如磁共振成像（ＭＲＩ）、計(jì)算機(jī)斷層掃描（ＣＴ）等，全天?。玻础⌒r(shí)開機(jī)，產(chǎn)生了巨大了耗電量。發(fā)布在放射學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ》的《Ｃｌｉｍａｔｅ?。茫瑁幔睿纾濉。幔睿洹。遥幔洌椋铮欤铮纾骸。桑恚穑澹簦酰蟆。妫铮颉。茫瑁幔睿纾濉。幔睿洹。帷。裕铮铮欤耄椋簟。妫铮颉。粒悖簦椋铮睢芬晃淖隽巳缦陆y(tǒng)計(jì)：對(duì)腹部的一次ＭＲＩ研究使用的能量足以為一個(gè)三居室的家庭冷卻一整天，產(chǎn)生的溫室氣體排放相當(dāng)于駕駛機(jī)動(dòng)車１８０英里。在瑞士的一家醫(yī)院，一年內(nèi)為四臺(tái)ＭＲＩ和三臺(tái)ＣＴ掃描儀及其相關(guān)冷卻系統(tǒng)供電的能量相當(dāng)于為一個(gè)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(tái)１．５Ｔ磁共振每月電費(fèi)在數(shù)萬元，占到了醫(yī)院總電費(fèi)的１／４。對(duì)于一些患者流通量較小的連鎖體檢中心，磁共振掃描項(xiàng)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(wù)特點(diǎn)的醫(yī)院，其運(yùn)營成本和能耗支出及結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同，但上述案例在一定程度上反映當(dāng)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(gè)醫(yī)院的日常管理之中，即便每年能耗成本降低１０％－３０％，對(duì)醫(yī)院來說也是一筆可觀的費(fèi)用節(jié)省。
某中小型?？漆t(yī)院院長曾在公開場所表示，對(duì)于磁共振而言，如果單臺(tái)設(shè)備能夠省電達(dá)到２５％－５０％，對(duì)醫(yī)院來說，不僅可以直接減輕財(cái)務(wù)壓力，提升財(cái)務(wù)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(xué)，以間接提升醫(yī)院綜合醫(yī)療服務(wù)能力。
由此可見，５７％的能耗下降對(duì)于絕大多數(shù)醫(yī)院來講都是具備巨大吸引力的。
驅(qū)動(dòng)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(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，第一二代半導(dǎo)體材料工藝逐漸接近物理極限，傳統(tǒng)的硅基半導(dǎo)體材料在面對(duì)高功率、高溫、高頻等極端條件時(shí)，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(yán)重。
在此過程中，隨著材料制備技術(shù)的不斷進(jìn)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(dǎo)體材料碳化硅的研發(fā)和生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。
ＳｉＣ 與?。樱椤〉奈锢硇阅軐?duì)比
碳化硅作為一項(xiàng)劃時(shí)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(dǎo)率高、擊穿場強(qiáng)高、電子飽和漂移速度快等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足在更苛刻條件下的應(yīng)用需求，這與磁共振設(shè)備ＧＰＡ對(duì)高效率、強(qiáng)功率、低能耗的嚴(yán)苛要求不謀而合。
ＳｉＣ?。牵校粒ňG）相比?。樱椋牵校粒ɑ遥┏Ｓ眯蛄泄β蕦?duì)比
在ＳｉＣ材料的加持下，聯(lián)影醫(yī)療首創(chuàng)ＳｉＣ?。牵校?，為磁共振設(shè)備賦予了新能源動(dòng)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(shí)，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?。叮埃ァ?。在實(shí)現(xiàn)相同臨床效果的前提下，全序列功率降低幅度超過?。担埃?。
ＳｉＣ 與 Ｓｉ 器件對(duì)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(yùn)行，故其可以降低散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jì)，水冷功率降低了４０％，設(shè)備年能耗從３００噸標(biāo)準(zhǔn)煤驟降至１２９噸，節(jié)能效果非常顯著。
ＳｉＣ?。牵校僚c傳統(tǒng)Ｓｉ?。牵校翆?duì)比圖
同時(shí)，由于ＳｉＣ材料可以在更小的芯片面積上實(shí)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(jì)，ＳｉＣ ＧＰＡ機(jī)柜尺寸可縮小至傳統(tǒng)Ｓｉ?。牵校翙C(jī)柜的一半，有效降低設(shè)備整體重量，便于移動(dòng)和安裝，極大提升醫(yī)療服務(wù)的靈活性和可及性。
隨著社會(huì)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(yīng)國家政策的需要，更是履行社會(huì)責(zé)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(wù)院辦公廳印發(fā)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)三級(jí)公立醫(yī)院績效考核工作的意見》（國辦發(fā)〔２０１９〕４號(hào)），把能耗指標(biāo)中“萬元收入能耗支出”作為醫(yī)院績效考核的重要指標(biāo)。
到了２０２３年，在國家衛(wèi)生健康委頒布的《國家三級(jí)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(jì)量單位：噸標(biāo)準(zhǔn)煤／萬元）作為核心指標(biāo)專門用于考核三級(jí)公立醫(yī)院的能源管理成效，三級(jí)醫(yī)院“萬元收入能耗支出”超標(biāo)將直接影響評(píng)級(jí)和財(cái)政補(bǔ)貼，從而引導(dǎo)醫(yī)院進(jìn)一步加強(qiáng)節(jié)能管理工作，推進(jìn)節(jié)約型醫(yī)院建設(shè)。據(jù)測算，一臺(tái)傳統(tǒng)磁共振每年產(chǎn)生約３００噸標(biāo)準(zhǔn)煤能耗，若無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備升級(jí)，僅此一項(xiàng)就可能讓醫(yī)院在＇國考＇中丟掉關(guān)鍵分?jǐn)?shù)。
緊跟國家政策導(dǎo)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(shí)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(tái)碳化硅磁共振系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)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(shí)代的到來。
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