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【湖北日報】讓肺部“殺手”無處藏!全球首臺臨床人體肺部氣體磁共振成像裝備“湖北造”

發(fā)表日期:2022-04-01來源:放大 縮小

 

  穿上特制“小馬甲”,吸入特制的氙氣體,屏氣3-5秒鐘,肺部的角角落落即清晰“可見”。

  3月30日,湖北日報全媒記者從中國科學院精密測量科學與技術(shù)創(chuàng)新研究院獲悉,由該院周欣研究員帶領(lǐng)團隊研制出的人體肺部氣體磁共振成像裝備即將在全球率先進入臨床。該設(shè)備突破多項關(guān)鍵核心技術(shù),核心指標國際領(lǐng)先,實現(xiàn)了高端醫(yī)療裝備的自主可控,將為肺病患者的早診斷和早治療作出重要貢獻。

  讓肺部“殺手”無處隱藏 

  肺部疾病是嚴重威脅人民生命健康的重大因素,肺癌位居我國惡性腫瘤發(fā)病首位。提高對肺部疾病的檢測技術(shù)水平并及時對肺部疾病進行篩查,實現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療至關(guān)重要。

  周欣告訴湖北日報全媒記者,肺部常規(guī)的影像學檢測手段包括胸透、CT和PET等技術(shù)。磁共振成像技術(shù)是一種對人體無損、無電離輻射的檢測手段,能對人體大部分組織和器官的結(jié)構(gòu)和功能進行成像,但肺部是臨床磁共振成像中的“黑洞”。

  “當前臨床磁共振成像信號來源于人體中水質(zhì)子的信號,肺部是空腔組織,其水質(zhì)子的密度比正常組織低約1000倍,因此無法實現(xiàn)肺部空腔氣體的成像?!敝苄澜忉尩?。

  在國家自然科學基金國家重大科研儀器設(shè)備研制專項(部委推薦)的支持下,周欣帶領(lǐng)團隊在超極化氣體的制備,肺部氣體快速磁共振成像和重建,常規(guī)臨床磁共振成像裝備兼容等技術(shù)方面取得了一系列重大技術(shù)突破:研發(fā)的醫(yī)用氙氣體發(fā)生器可將磁共振信號增強70000倍,讓肺部氣體磁共振成像從“不可看”成為“可看”;肺部快速成像技術(shù)將“可看”提升至“看清”;可穿戴式人體肺部氣體磁共振成像探頭和升降頻多通道射頻裝置,完成從“看清”到“好看”的飛躍。

  湖北省科技廳相關(guān)負責人介紹,人體肺部氣體磁共振成像裝備有效解決了肺部結(jié)構(gòu)和功能的無損、定量、可視化檢測瓶頸技術(shù)背后的科學難題,讓肺部疾病“殺手”無處隱藏。同時,這一成果取得我國高端醫(yī)療裝備少有的原始創(chuàng)新、實現(xiàn)了自主可控。

  “不求一鳴驚人,只求一戰(zhàn)到底” 

  人體肺部氣體磁共振成像設(shè)備在“臺上十分鐘”,背后是周欣帶領(lǐng)團隊“十年功”的艱辛付出。

  “回來吧,現(xiàn)在中國正大力發(fā)展科技?!?009年,葉朝輝院士的一句話,讓周欣放棄國外優(yōu)厚待遇回國。一個人就是一支團隊,他的“實驗室”占了研究所大廳的“6塊地板磚”,一個螺絲釘?shù)墓潭ㄋ加H力親為,工作到凌晨是常態(tài)。

  周欣說,中科院武漢物理與數(shù)學研究所(精密測量院的前身)核磁共振學科有著半個多世紀的歷史,葉朝輝院士、劉買利院士等兩代科學家的愛國精神、創(chuàng)新精神讓該學科走在國際前沿。

  上世紀90年代,周欣是這里的學生。當時,進口儀器價格昂貴,修不起,“罷工”是“家常便飯”。

  “博士5年,我大部分時間在修儀器。”周欣說,這段經(jīng)歷讓他深刻認識到,科研一定要自主創(chuàng)新。

  從一個人回國到70人的團隊,從“6塊地板磚”到國際關(guān)注的實驗室,周欣帶領(lǐng)團隊不負眾望,實現(xiàn)了我國肺部氣體磁共振技術(shù)從無到有的突破,打破了國外的技術(shù)封鎖,核心技術(shù)指標國際領(lǐng)先。

  12年,成功的背后是無數(shù)次的失敗。周欣的學生、磁共振中心工程師謝軍帥說,坐“冷板凳”的日子里,老師常說:“做科研,不求一鳴驚人,只求一戰(zhàn)到底!”

  做科研以國家需求為己任 

  2020年1月22日晚12點,距離武漢交通管控還有10個小時,周欣從北京搭乘當日最后一班飛機回到武漢。

  “這時候還趕回武漢,我不能收你車費?!比C場的路上,北京的出租車司機對周欣說。團隊其他核心成員也想方設(shè)法從全國各地趕回武漢,其中,即將結(jié)婚的副研究員李海東悄悄給家人留下一封信后,連夜從河南自駕趕回武漢。李海東在周欣團隊學習、工作十余年,他說:“周老師常說,做科研要找準方向,要將個人興趣和重大科學問題及國家需求相結(jié)合?!?/font>

  在武漢市金銀潭醫(yī)院原院長、“人民英雄”張定宇的支持下,團隊將研制出的人體肺部氣體磁共振成像裝備安裝在武漢市金銀潭醫(yī)院,在全球率先開展新冠肺炎患者肺功能臨床評估,同期還將設(shè)備應(yīng)用于武漢同濟醫(yī)院等抗疫一線,共計對新冠患者1500余人次進行肺部微結(jié)構(gòu)和功能的全面評估。

  研究發(fā)現(xiàn),雖然普通癥出院患者的肺部CT影像和吹氣肺功能參數(shù)無異常,但氣體磁共振成像影像顯示,其通氣功能有輕微損傷,氣血交換功能明顯受損,大部分普通癥出院患者的通氣和氣血交換功能在第6個月隨訪時有進程性改善。

  該成果得到了國際同行的高度關(guān)注。周欣受美國約翰斯·霍普金斯大學醫(yī)學院邀請,作線上學術(shù)報告,英國牛津大學等機構(gòu)跟進開展相關(guān)研究,指出:“氣體磁共振成像技術(shù)能夠精確定位肺部生理受損部位?!?/font>

  此后,該設(shè)備在全國十余家醫(yī)院開展臨床研究。

  科研成果全球領(lǐng)先落地湖北 

  12年前,周欣團隊在啟動這項研究時,美國、英國、加拿大等國已提前起跑。但現(xiàn)在,我國這項技術(shù)成果已領(lǐng)先全球。周欣認為,國家和湖北對科技創(chuàng)新的重視和支持是關(guān)鍵。

  目前,中科院精密測量科學與技術(shù)創(chuàng)新研究院以知識產(chǎn)權(quán)作價入股,橫店集團與上海聯(lián)影現(xiàn)金出資,共同成立“武漢中科極化醫(yī)療科技有限公司”,負責人體肺部氣體磁共振成像裝備產(chǎn)業(yè)化,預(yù)計市場空間可達百億元以上。

  周欣介紹,基金委的國家重大科研儀器設(shè)備研制專項此前已支持肺部氣體磁共振成像設(shè)備4400萬元,這也是對于基礎(chǔ)原創(chuàng)的儀器研制支持力度最大的一類項目。湖北正支持中國科學院精密測量科學與技術(shù)創(chuàng)新研究院和華中科技大學共建生物醫(yī)學影像重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。該項目建成后,將為我國生物醫(yī)學基礎(chǔ)研究、高端生命科學儀器與醫(yī)學影像裝備的研制與應(yīng)用提供先進的科研環(huán)境和實驗條件,全面提升生物醫(yī)學前沿及健康領(lǐng)域開展原創(chuàng)性研究的能力。

  記者獲悉,人體肺部氣體磁共振成像裝備已經(jīng)通過了國家藥監(jiān)局創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審查,有望在今年獲得全球第一個人體多核氣體磁共振的(醫(yī)療器械注冊)證。

 ?。ê比請笕接浾呶目?通訊員楊婷婷 王以豪)

 

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