國產高端醫療設備，向一流邁進

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/8/505823.shtm

周欣正在分析人體成像儀在臨床上的應用情況。受訪者供圖

■本報記者 李思輝 刁雯蕙

“‘四個率先’的殷切期許，堅定了我們攻堅克難、實現高端醫療設備‘從0到1’突破的決心。”中國科學院精密測量科學與技術創新研究院（以下簡稱精密測量院）院長、研究員周欣記得很清楚，10年前，正是習近平總書記提出“四個率先”要求的那一年，在中國科學院武漢物理與數學研究所（精密測量院前身）的全力支持下，他帶領以黨員為主體的科研團隊開始了世界首臺臨床“人體肺部氣體磁共振成像裝備”的艱難攻關。

十年磨一劍 “點亮”肺部

肺部是人體的重要器官，相關疾病嚴重威脅人民生命健康，比如肺癌就位居我國惡性腫瘤發病首位。

“儀器是認識世界的工具。”周欣告訴《中國科學報》，肺部常規影像學檢測手段包括胸透、CT和PET等，但這些技術都有電離輻射，并且無法實現肺部通氣、氣血交換功能的定量檢測。磁共振成像無電離輻射，但臨床常用磁共振成像無法實現肺部空腔氣體成像。總之，傳統的臨床影像檢測設備雖能看到明顯的腫瘤等病灶，卻難以探測肺部疾病早期氣體交換功能和微結構的復雜變化，在以往磁共振成像中，肺部往往是一個無法看清的“黑洞”。

“如果我們能研制出一套更精密的設備‘點亮’肺部，就能提高對肺部疾病的檢測技術水平，實現肺部疾病早發現、早診斷、早治療。踐行‘率先實現科學技術跨越發展’的使命不就是要多做這樣的具體工作嗎？”懷著這樣的初衷，周欣走上探索之路。

2013年，武漢，周欣作為專項首席科學家牽頭啟動國家自然科學基金委國家重大科研儀器研制項目“用于人體肺部重大疾病研究的磁共振成像儀器系統研制”，開啟了無經驗可循的艱難攻關。

“國產高端醫療設備一定要搞出來！”上世紀90年代，還是中國科學院研究生院研究生的周欣就意識到，進口儀器不僅價格昂貴，而且修不起，因此儀器“罷工”成了家常便飯。“讀博士的5年，我大部分時間一邊修儀器，一邊搞科研。”周欣說，這段經歷讓他深刻認識到，科研一定要有自主創新。

“點亮”肺部的高端臨床成像儀器，當時不僅中國沒有，全世界都沒有。但是，這并不意味著中國科學家不能搞出來。周欣告訴記者，這不是個人血性使然，而是國家需求的召喚；不是一腔孤勇，而是站在巨人肩頭——精密測量院的核磁共振學科有半個多世紀的歷史，葉朝輝院士、劉買利院士等幾代科學家的愛國精神、創新精神、求實精神讓該學科走在國際前沿。

“回來吧，現在中國正大力發展科技。”2009年，葉朝輝院士的一句話讓周欣毅然放棄國外優厚待遇回國。

從一個人回國到形成“一個連的團隊”，從“六塊地板磚”到國際關注的實驗室，從打破國外技術封鎖到實現核心技術指標國際領先，從無數次失敗到帶領團隊在超極化氣體制備、肺部氣體快速磁共振成像和重建、常規臨床磁共振成像裝備兼容等技術方面取得一系列重大技術突破，周欣團隊不負眾望。

截至2019年底，他們研發的醫用氙氣體發生器已將磁共振信號增強70000倍，讓肺部氣體磁共振成像“可看”；肺部快速成像技術將“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，實現從“看清”到“好看”的飛躍。

科技抗疫戰場 逆行有我

2020年初，武漢出現不明原因肺炎。2020年1月22日，周欣正在北京與相關部門溝通推進“用于人體肺部重大疾病研究的磁共振成像儀器系統”的醫療器械注冊事宜。得知武漢疫情加重的消息后，他坐不住了。

當天下午，他從中國科學院機關搭上出租車，火急火燎地趕往機場。得知搭車的科學家要趕回武漢給醫院裝肺部成像檢測設備，出租車司機一路狂飆，連車費也不要了。“武漢疫情那么嚴重，你們逆行去拼命，我們‘的哥’做不了別的，就義務開車送您一程吧！”司機的話令周欣感動。

周欣從北京搭乘當日最后一班飛機回到武漢。團隊里，不僅周欣，副研究員李海東等幾乎所有在外地的黨員都往回趕。大家都預感到一場大仗要開始了，作為“國家隊”“國家人”，中國科學院的科研人員不能退縮！

“太需要了，能否趕緊安裝到我們這里來？”武漢市金銀潭醫院院長張定宇看到周欣團隊最新研制的設備后精神為之一振。疫情中感染者最多發的問題就在肺部，把肺部交換功能病變看清楚，對于病毒致肺生理損傷機制研究和臨床治療都太重要了。

“同意！一臺不夠就想辦法再調幾臺過去！”收到周欣轉達的武漢支援請求，中國科學院黨組領導果斷指示。

在武漢市金銀潭醫院、武漢同濟醫院等疫情防治主戰場，中國科學院最新研制出的人體肺部氣體磁共振成像裝備在全球率先開展新冠患者肺功能臨床評估。

疫情期間，為了操作醫療設備、掌握相關數據、服務疫情防控，周欣帶領團隊和醫護人員奮戰在診療一線。經上級批準，他們成立了以周欣為書記的科研抗疫前線臨時黨支部，火線開展科技抗疫。

在醫院里，周欣和團隊成員每天穿著防護服工作十六七個小時，皮膚因汗水、酒精腐蝕而紅腫過敏……他們的努力沒有白費。通過研究，他們發現普通癥出院患者肺部CT影像和吹氣肺功能參數雖無異常，但其氣體磁共振成像設備影像顯示通氣功能有輕微損傷，氣血交換功能明顯受損……

自疫情發生以來，該團隊共對新冠患者3000余人次進行肺部微結構和功能的全面評估，在新冠疫情臨床治療中發揮了重要作用，也為疫情防控政策制定提供了數據參考。

學習“四個率先” 重在實踐

國產高端磁共振裝備在疫情中的出色表現，進一步堅定了周欣團隊的決心：心懷國之大者，努力朝著科技高峰攀登，就一定能夠做出更多國家需要、造福人民的事情。

2020年9月，精密測量院研制出的新一代肺部氣體磁共振成像裝備獲批全球首個同類醫療器械注冊證。10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。但現在，我國這項技術成果已領先全球。從跟跑、并跑到領跑，中國科學家在越來越多高端儀器的研制上實現跨越。

《中國科學報》了解到，2020年11月，精密測量院與聯影集團聯合研制出我國首臺超高場9.4T動物磁共振成像系統，破解了相關技術的“卡脖子”難題，多項核心參數首次沖破“天花板”，實現了我國高場動物磁共振成像的國產替代和完全自主可控。