湖北日報全媒記者 文俊 韓曉玲 通訊員 楊婷婷
6月24日，全國科技大會、國家科學技術獎勵大會、兩院院士大會在京召開，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）周欣研究員領銜團隊完成的「多核磁共振成像（MRI）裝備研製」項目榮獲2023年度國家技術發明獎二等獎。
「多核磁共振成像（MRI）裝備」是當前全球首台獲批的可用於氣體成像的臨床多核磁共振成像裝備，可實現肺部微結構、通氣及氣血交換功能的無侵入、無電離輻射檢測，以及定量、可視化評估，已創建含三大類20餘項指標的肺部生理評價體系，為肺部疾病的早期篩查和治療評估提供了全新的醫學影像手段和策略。
在精密測量院，湖北日報全媒記者見證了這台裝備的神奇。患者吸入特製的氙氣，只需3.5秒，一幅人體肺部磁共振3D影像就能呈現出來。影像中，氣體可抵達肺部的位置清晰可見，患者的肺部微結構、氣體交換功能情況等一目了然。
目前，該裝備已臨床應用至中國人民解放軍總醫院、武漢大學中南醫院、湖北省腫瘤醫院等十餘家三甲醫院，開展慢阻肺、放射性肺損傷、肺癌等多種肺部重大疾病的臨床研究。
面向國家重大需求，迎難而上
2008年，肺癌取代肝癌成為我國癌症死亡的「頭號殺手」，肺部疾病的預防與診療成為我國亟待解決的公共醫療衛生問題。
肺部常規影像學檢測手段包括胸透和CT等，但這些技術都有電離輻射，並且無法實現肺部通氣、氣血交換功能定量檢測。磁共振成像無電離輻射，但在傳統臨床磁共振成像檢測中，人類的肺部影像猶如一個「黑洞」，原因是其檢測信號源於人體中的水質子，而肺部是空腔組織，水質子密度約是正常組織的1/1000，不足以成像。那麼，如何進一步洞悉肺部微結構、對通氣與氣血交換功能進行無損、定量、精準評估，成為全球科學家要解決的問題。
2009年10月，中國科學院精密測量院院長周欣彼時剛從美國訪學歸來。「如果能研製出一套更精密的裝備點亮肺部『黑洞』，就能提高對肺部疾病的檢測技術水平，有望實現肺部疾病早發現、早診斷、早治療，挽救千千萬萬的生命！」他懷揣這份堅定的信念，帶領團隊瞄準全球最前沿的臨床技術難題，開啟了無經驗可循的艱難探索。
做科研，就要一戰到底
現今，獲取一幅人體肺部磁共振3D影像僅需3.5秒。而這背後，是周欣帶領團隊「十五年磨一劍」的艱辛付出。
人們每時每刻都要呼吸新鮮空氣，將空氣吸進去，把氧氣帶到肺部，再呼出二氧化碳。如何點亮肺部「黑洞」，看清肺部微結構和通氣、氣血交換功能，就要先尋找一種安全無毒、可吸入的氣體作為磁共振成像的信號源。
盯著元素周期表，在一次又一次嘗試之後，團隊瞄準了氙-129氣體。「空氣中就有氙氣，它是一種安全無毒的惰性氣體，具有良好的生物惰性、脂溶性和化學位移敏感性，在肺部功能探測方面具有十分獨特的優勢。」團隊介紹，也曾嘗試過氦-3，但這種氣體成本太昂貴。
有了信號源，接下來要解決的是增強氙-129氣體的磁共振信號，攻克肺部檢測中氣體密度低導致磁共振成像信號極弱的難題。經過持續攻關，科研團隊全面突破了氣體磁共振信號增強的超極化技術、超快肺部氣體磁共振成像技術、人體多核磁共振成像技術等，不僅讓氙-129氣體磁共振信號增強50000倍以上，成功點亮肺部「黑洞」，還實現了從看得見向看得快、看得全、看得準的飛躍。
在各項創新技術、裝備的基礎上，團隊研製出的獲獎項目成果「多核磁共振成像（MRI）裝備」，由「醫用氙氣體發生器」和「多核磁共振成像系統」兩大核心裝置組成，在全球率先獲取同類醫療器械註冊證並開展臨床應用，實現了臨床單核向多核磁共振成像系統的拓展，填補了臨床肺部氣體交換功能無創可視化評估的空白，開拓了我國臨床多核磁共振成像新領域，處於國際領跑地位。
歷經十五年不懈努力，成功的背後是無數次失敗，在面對困難和挑戰的時候，周欣總是鼓勵團隊：「做科研，不能急，不求一鳴驚人，只求一戰到底！」
持續攻關，保持國際領先優勢
有著「尖端醫療設備皇冠上的明珠」之稱的磁共振儀器，為多種重大疾病影像診斷提供了重要手段，但其生產技術長期被國外封鎖。周欣帶領團隊啟動這項研究時，美國、英國、加拿大等國已提前起跑。而現在，我國這項技術成果已領先全球。
當前，這項全球領先的技術對於大部分患者來說還是「生面孔」。周欣希望，未來有一天，「多核磁共振成像（MRI）裝備」能走進全國各地的醫院，成為老百姓檢查單里「看得懂」「用得上」「用得起」的檢查工具，為解決肺部疾病診治難題提供「一雙慧眼」。
研究團隊始終牢記「創新科技、服務國家、造福人民」的初心，從未停止向科技更深處進軍。目前，他們正在加緊攻克鈉、磷等更多原子核的臨床多核磁共振成像技術。簡單來說，傳統臨床單核磁共振成像就像黑白照片，而多核磁共振成像則如同彩色照片，人體內源性的不同元素可以想像成不同顏色，彩色磁共振成像能夠提供更為豐富的信息用於臨床診斷和治療，更好地服務醫生，造福患者。同時，為加快搶占新一代臨床多核磁共振成像技術制高點，服務國家重大需求和人民生命健康，建設科技強國貢獻科技力量。