人口健康直接影響一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步。我國(guó)2015年發(fā)布的腫瘤發(fā)病率統(tǒng)計(jì)年報(bào)表明，肺癌的發(fā)病率和死亡率仍然居惡性腫瘤首位，是癌癥死亡的頭號(hào)殺手。近年來(lái)，由于吸煙、空氣污染、人口老齡化等多種因素，慢性阻塞性肺疾病、哮喘、塵肺等肺部疾病的發(fā)病率逐年上升，2013年世界衛(wèi)生組織公布的全球疾病負(fù)擔(dān)報(bào)告顯示，下呼吸道感染、慢性阻塞性肺病以及肺癌均已排在我國(guó)人群死因的前十位，肺部疾病已經(jīng)成為突出的公共醫(yī)療衛(wèi)生問(wèn)題。

　　目前，臨床上用于肺部疾病檢測(cè)的影像學(xué)技術(shù)包括胸透、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)和正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET)等。一方面，這些技術(shù)的放射性對(duì)人體有一定傷害；另一方面，CT和PET成像技術(shù)都不能全面提供衡量肺部健康狀態(tài)的重要指標(biāo)——肺部氣-氣交換和氣-血交換功能指標(biāo)。雖然傳統(tǒng)磁共振成像（MRI）技術(shù)無(wú)放射性傷害，但肺部是它的“盲區(qū)”。因?yàn)镸RI技術(shù)的實(shí)現(xiàn)都是基于人體中水質(zhì)子(1H)的信號(hào)，但肺部?jī)?nèi)多是氣體和空腔組織，其水質(zhì)子的濃度比正常組織低約1000倍，所以為了“點(diǎn)亮”肺部，必須獲得信號(hào)增強(qiáng)大于數(shù)萬(wàn)倍的氣體信號(hào)。目前還沒(méi)有一種能無(wú)侵入、無(wú)輻射地對(duì)肺部氣體交換功能可視化的臨床成像設(shè)備，這極大地阻礙了對(duì)肺部重大疾病早期的深入研究。

　　中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所是世界上最早從事氣體增強(qiáng)磁共振的研究機(jī)構(gòu)之一，有近30年的研究積累與研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。由該所研究員周欣領(lǐng)導(dǎo)的超靈敏磁共振研究團(tuán)隊(duì)是目前國(guó)內(nèi)唯一開(kāi)展超極化氣體肺部MRI成像的研究組，其研究目的正是為了“點(diǎn)亮肺部”，即不僅獲得肺部的結(jié)構(gòu)信息，還對(duì)肺部氣體交換功能進(jìn)行可視化研究，從而開(kāi)展人體肺部重大疾病的診斷前研究。

　　在基金委國(guó)家重大科研儀器設(shè)備研制專(zhuān)項(xiàng)“用于肺部重大疾病研究的磁共振成像系統(tǒng)研制”的資助下，在基金委醫(yī)學(xué)部和中科院的大力支持下，科研人員使用級(jí)聯(lián)激光光泵的核心技術(shù)，成功研制出了氣體產(chǎn)率高、控制自動(dòng)化、可移動(dòng)式的¹²⁹Xe氣體極化裝置，能夠?qū)⒃雍俗孕臉O化度增強(qiáng)倍數(shù)提高到44000倍以上。他們所研制新型的人體“馬夾式”高靈敏肺部成像探頭，提高了肺部氣體磁共振信號(hào)的激發(fā)均勻性和接收效率。他們提出的化學(xué)位移交換翻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移（CEIT）等序列，能夠高效并定量獲得肺部O₂-CO₂交換、O₂-血液交換的動(dòng)力學(xué)和影像學(xué)信息。目前，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)獲得了我國(guó)首幅活體超極化¹²⁹Xe動(dòng)物及人體磁共振影像。同時(shí)團(tuán)隊(duì)還利用該項(xiàng)技術(shù)對(duì)肺部的氣血交換時(shí)間、氣血交換膜厚度、肺泡表面體積比等參數(shù)進(jìn)行了定量研究，并成功區(qū)分了健康及疾病模型。該項(xiàng)目的這些研究成果已經(jīng)在磁共振醫(yī)學(xué)的國(guó)際專(zhuān)業(yè)雜志上發(fā)表，并獲得了國(guó)際同行專(zhuān)家的認(rèn)可。近日，該研究小組已經(jīng)開(kāi)始了這項(xiàng)技術(shù)的臨床前研究，通過(guò)與武漢大學(xué)中南醫(yī)院吳光耀團(tuán)隊(duì)合作，獲得了我國(guó)首例肺部病人（哮喘）的氣體磁共振影像，相比傳統(tǒng)CT檢查，該技術(shù)能無(wú)侵入、無(wú)放射性地可視化肺部通氣缺陷，從而為早期肺部疾病提供了全新的影像學(xué)技術(shù)。

　　超極化¹²⁹Xe肺部磁共振成像技術(shù)突破了傳統(tǒng)磁共振不能對(duì)肺部成像的限制，成功“點(diǎn)亮肺部”，該技術(shù)使用的超極化惰性氣體¹²⁹Xe安全無(wú)毒，良好的脂溶性和化學(xué)位移敏感性，使其在肺部氣血交換功能探測(cè)上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，是對(duì)現(xiàn)有的肺部成像技術(shù)的有效補(bǔ)充，在肺部疾病早期檢測(cè)方面具有極大的潛力。

　　肺部重大疾病的早期檢測(cè)，不僅能夠節(jié)約我國(guó)大量的衛(wèi)生資源，更重要的是能夠減輕病人精神和身體的痛苦，減輕慢性病對(duì)家庭及社會(huì)造成的巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。然而，受限于超極化儀器的高技術(shù)門(mén)檻和檢測(cè)費(fèi)用，目前，超極化氣體肺部MRI尚未應(yīng)用于臨床，但國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界都已意識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)的潛力，并正在開(kāi)展相關(guān)臨床前研究，以期進(jìn)一步提高圖像的分辨力，提高氣體交換動(dòng)力學(xué)研究技術(shù)，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)技術(shù)的臨床應(yīng)用。   

傳統(tǒng)人體質(zhì)子肺部磁共振圖像（左）及經(jīng)過(guò)點(diǎn)亮之后的我國(guó)首幅人體超極化氣體肺部磁共振影像（右） 　

武漢物數(shù)所9月7日獲得中國(guó)首例肺部病人的氣體磁共振影像。 圖片來(lái)源：中新網(wǎng)