先解释一下核磁共振的基本原理。

不管是用于化学的核磁共振光谱仪，还是医学领域的核磁共振成像仪，基本原理都是一样的：原子核在磁场作用下发生能级分裂，在射频脉冲作用下产生能级跃迁，从而产生信号。

虽然其机理看着很像吸收光谱（absorption spectroscopy），但是其信号接收方式与吸收光谱很不一样，因为信号探测器不直接检测射频电磁波信号的吸收值，而是检测进动的宏观磁矩在探测器线圈中感应产生的电流，这倒是有点类似于发射光谱的原理；宏观磁矩在射频脉冲消失后会发生衰减，从而导致探测到的信号也是衰减的，这被称为自由感应衰减（Free Induction Decay，FID）信号。经过傅利叶变换，FID信号可以被转变为核磁共振光谱，而通过探测人体的氢原子核（人体含水65%，而水中氢含量是11%，如果考虑到其他含氢的物质，人体含有的氢原子总质量高达体重的10%）的核磁共振参数可以构建出人体的结构，因为不同结构的氢原子的化学环境不同，导致其核磁共振的参数也有所不同。高灵敏度（或高分辨率）有助于获得高清晰度的MRI图片，而这依赖于高磁场强度。这也是为什么强磁场的相关研究很重要的一个原因。

强磁场，尤其是高度稳定并且高度均匀的强磁场非常难获得。

1）首先这要求低温技术，液氦温度-269°C；要让大量液氦老老实实待在仪器内，常用的方法是在外部加一个液氮（-196°C）夹套。

2）零部件加工精度需要保证磁场强度在放置样品的区域恒定，因为这事关分辨率。

3）电子系统稳定性要求极高，电压的波动等需要被压制，否则破坏灵敏度甚至准确度。

另外，信号检测器需要能够探测原子核产生的宏观磁矩，这是极弱的，弱到连线圈的热噪声都可以影响其灵敏度，所以会出现用液氮冷却的低温探头（cryo-probe）这样的东西。

由于以上原因，核磁共振仪器的制造属于高精尖的技术，所以全世界也没几个制造商，核磁共振光谱仪一般就是Bruker与Varian，核磁共振成像仪主要有Siemens，GE，Hitachi等，导致：

1）核磁共振仪器贵。一台核磁共振成像仪耗资50万-100万美元，因此折旧也就贵，分摊到测试费用里也就贵。

2）核磁共振维护费用高。核磁共振仪需要液氮与液氦维持超导磁体产生的强磁场，即使在停机状态也需要消耗液氮与液氦。液氮虽然是白菜价（通常低于10人民币每升），但是每小时0.4升的消耗速度也是很坑爹的,液氦就贵了，一般在200人民币每升，每3、4个月添加一次液氦，每次花费1万多人民币。

假设一台50万美元的核磁共振仪的寿命有15年，每小时消耗0.4升液氮，每隔4个月添加一次液氦，那么每天的成本（刨去人工费）至少为：

人民币。那么高价就显得不是那么费解了。

先解释一下核磁共振的基本原理。

不管是用于化学的核磁共振光谱仪，还是医学领域的核磁共振成像仪，基本原理都是一样的：原子核在磁场作用下发生能级分裂，在射频脉冲作用下产生能级跃迁，从而产生信号。

虽然其机理看着很像吸收光谱（absorption spectroscopy），但是其信号接收方式与吸收光谱很不一样，因为信号探测器不直接检测射频电磁波信号的吸收值，而是检测进动的宏观磁矩在探测器线圈中感应产生的电流，这倒是有点类似于发射光谱的原理；宏观磁矩在射频脉冲消失后会发生衰减，从而导致探测到的信号也是衰减的，这被称为自由感应衰减（Free Induction Decay，FID）信号。经过傅利叶变换，FID信号可以被转变为核磁共振光谱，而通过探测人体的氢原子核（人体含水65%，而水中氢含量是11%，如果考虑到其他含氢的物质，人体含有的氢原子总质量高达体重的10%）的核磁共振参数可以构建出人体的结构，因为不同结构的氢原子的化学环境不同，导致其核磁共振的参数也有所不同。高灵敏度（或高分辨率）有助于获得高清晰度的MRI图片，而这依赖于高磁场强度。这也是为什么强磁场的相关研究很重要的一个原因。

强磁场，尤其是高度稳定并且高度均匀的强磁场非常难获得。

1）首先这要求低温技术，液氦温度-269°C；要让大量液氦老老实实待在仪器内，常用的方法是在外部加一个液氮（-196°C）夹套。

2）零部件加工精度需要保证磁场强度在放置样品的区域恒定，因为这事关分辨率。

3）电子系统稳定性要求极高，电压的波动等需要被压制，否则破坏灵敏度甚至准确度。

另外，信号检测器需要能够探测原子核产生的宏观磁矩，这是极弱的，弱到连线圈的热噪声都可以影响其灵敏度，所以会出现用液氮冷却的低温探头（cryo-probe）这样的东西。

由于以上原因，核磁共振仪器的制造属于高精尖的技术，所以全世界也没几个制造商，核磁共振光谱仪一般就是Bruker与Varian，核磁共振成像仪主要有Siemens，GE，Hitachi等，导致：

1）核磁共振仪器贵。一台核磁共振成像仪耗资50万-100万美元，因此折旧也就贵，分摊到测试费用里也就贵。

2）核磁共振维护费用高。核磁共振仪需要液氮与液氦维持超导磁体产生的强磁场，即使在停机状态也需要消耗液氮与液氦。液氮虽然是白菜价（通常低于10人民币每升），但是每小时0.4升的消耗速度也是很坑爹的,液氦就贵了，一般在200人民币每升，每3、4个月添加一次液氦，每次花费1万多人民币。

假设一台50万美元的核磁共振仪的寿命有15年，每小时消耗0.4升液氮，每隔4个月添加一次液氦，那么每天的成本（刨去人工费）至少为：

人民币。那么高价就显得不是那么费解了。