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国产高端医疗设备向一流迈进
作者:管理员    发布于:2024-06-09 22:01:00    文字:【】【】【

  “‘四个率先’的殷切期许,坚定了我们攻坚克难、实现高端医疗设备‘从0到1’突破的决心。”中国科学院精密测量科学与技术创新研究院(以下简称精密测量院)院长、研究员周欣记得很清楚,10年前,正是习总书记提出“四个率先”要求的那一年,在中国科学院武汉物理与数学研究所(精密测量院前身)的全力支持下,他带领以党员为主体的科研团队开始了世界首台临床“人体肺部气体磁共振成像装备”的艰难攻关。

  肺部是人体的重要器官,相关疾病严重威胁人民生命健康,比如肺癌就位居我国恶性肿瘤发病首位。

  “仪器是认识世界的工具。”周欣告诉《中国科学报》,肺部常规影像学检测手段包括胸透、CT和PET等,但这些技术都有电离辐射,并且无法实现肺部通气、气血交换功能的定量检测。磁共振成像无电离辐射,但临床常用磁共振成像无法实现肺部空腔气体成像。总之,传统的临床影像检测设备虽能看到明显的肿瘤等病灶,却难以探测肺部疾病早期气体交换功能和微结构的复杂变化,在以往磁共振成像中,肺部往往是一个无法看清的“黑洞”。

  “如果我们能研制出一套更精密的设备‘点亮’肺部,就能提高对肺部疾病的检测技术水平,实现肺部疾病早发现、早诊断、早治疗。践行‘率先实现科学技术跨越发展’的使命不就是要多做这样的具体工作吗?”怀着这样的初衷,周欣走上探索之路。

  2013年,武汉,周欣作为专项首席科学家牵头启动国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目“用于人体肺部重大疾病研究的磁共振成像仪器系统研制”,开启了无经验可循的艰难攻关。

  “国产高端医疗设备一定要搞出来!”上世纪90年代,还是中国科学院研究生院研究生的周欣就意识到,进口仪器不仅价格昂贵,而且修不起,因此仪器“罢工”成了家常便饭。“读博士的5年,我大部分时间一边修仪器,一边搞科研。”周欣说,这段经历让他深刻认识到,科研一定要有自主创新。

  “点亮”肺部的高端临床成像仪器,当时不仅中国没有,全世界都没有。但是,这并不意味着中国科学家不能搞出来。周欣告诉记者,这不是个人血性使然,而是国家需求的召唤;不是一腔孤勇,而是站在巨人肩头——精密测量院的核磁共振学科有半个多世纪的历史,叶朝辉院士、刘买利院士等几代科学家的爱国精神、创新精神、求实精神让该学科走在国际前沿。

  “回来吧,现在中国正大力发展科技。”2009年,叶朝辉院士的一句话让周欣毅然放弃国外优厚待遇回国。

  从一个人回国到形成“一个连的团队”,从“六块地板砖”到国际关注的实验室,从打破国外技术封锁到实现核心技术指标国际领先,从无数次失败到带领团队在超极化气体制备、肺部气体快速磁共振成像和重建、常规临床磁共振成像装备兼容等技术方面取得一系列重大技术突破,周欣团队不负众望。

  截至2019年底,他们研发的医用氙气体发生器已将磁共振信号增强70000倍,让肺部气体磁共振成像“可看”;肺部快速成像技术将“可看”提升至“看清”;可穿戴式人体肺部气体磁共振成像探头和升降频多通道射频装置,实现从“看清”到“好看”的飞跃。

  2020年初,武汉出现不明原因肺炎。2020年1月22日,周欣正在北京与相关部门沟通推进“用于人体肺部重大疾病研究的磁共振成像仪器系统”的医疗器械注册事宜。得知武汉疫情加重的消息后,他坐不住了。

  当天下午,他从中国科学院机关搭上出租车,火急火燎地赶往机场。得知搭车的科学家要赶回武汉给医院装肺部成像检测设备,出租车司机一路狂飙,连车费也不要了。“武汉疫情那么严重,你们逆行去拼命,我们‘的哥’做不了别的,就义务开车送您一程吧!”司机的话令周欣感动。

  周欣从北京搭乘当日最后一班飞机回到武汉。团队里,不仅周欣,副研究员李海东等几乎所有在外地的党员都往回赶。大家都预感到一场大仗要开始了,作为“国家队”“国家人”,中国科学院的科研人员不能退缩!

  “太需要了,能否赶紧安装到我们这里来?”武汉市金银潭医院院长张定宇看到周欣团队最新研制的设备后精神为之一振。疫情中感染者最多发的问题就在肺部,把肺部交换功能病变看清楚,对于病毒致肺生理损伤机制研究和临床治疗都太重要了。

  “同意!一台不够就想办法再调几台过去!”收到周欣转达的武汉支援请求,中国科学院党组领导果断指示。

  在武汉市金银潭医院、武汉同济医院等疫情防治主战场,中国科学院最新研制出的人体肺部气体磁共振成像装备在全球率先开展新冠患者肺功能临床评估。

  疫情期间,为了操作医疗设备、掌握相关数据、服务疫情防控,周欣带领团队和医护人员奋战在诊疗一线。经上级批准,他们成立了以周欣为书记的科研抗疫前线临时党支部,火线开展科技抗疫。

  在医院里,周欣和团队成员每天穿着防护服工作十六七个小时,皮肤因汗水、酒精腐蚀而红肿过敏……他们的努力没有白费。通过研究,他们发现普通症出院患者肺部CT影像和吹气肺功能参数虽无异常,但其气体磁共振成像设备影像显示通气功能有轻微损伤,气血交换功能明显受损……

  自疫情发生以来,该团队共对新冠患者3000余人次进行肺部微结构和功能的全面评估,在新冠疫情临床治疗中发挥了重要作用,也为疫情防控政策制定提供了数据参考。

  国产高端磁共振装备在疫情中的出色表现,进一步坚定了周欣团队的决心:心怀国之大者,努力朝着科技高峰攀登,就一定能够做出更多国家需要、造福人民的事情。

  2020年9月,精密测量院研制出的新一代肺部气体磁共振成像装备获批全球首个同类医疗器械注册证。10年前,周欣团队在启动这项研究时,美国、英国、加拿大等国已提前起跑。但现在,我国这项技术成果已领先全球。从跟跑、并跑到领跑,中国科学家在越来越多高端仪器的研制上实现跨越。

  《中国科学报》了解到,2020年11月,精密测量院与联影集团联合研制出我国首台超高场9.4T动物磁共振成像系统,破解了相关技术的“卡脖子”难题,多项核心参数首次冲破“天花板”,实现了我国高场动物磁共振成像的国产替代和完全自主可控。

  不仅是在精密测量院,在改革开放前沿阵地的中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称深圳先进院),科学家也陆续研制出世界首台超声深部脑刺激与神经调控仪器、国内首台高清磁兼容脑PET功能成像仪、国内首个大视野高分辨小动物显微CT、国内首款全视场口腔CT设备……它们为我国高端医疗设备国产化提供了重要科技支撑。

  “聚焦‘四个率先’和‘两加快一努力’目标要求,我们该做什么?”“如何在主题教育中落实‘学思想、强党性、重实践、建新功’的总要求?”在精密测量院、深圳先进院等院所,一场新的学习热潮正在形成。与其他单位略有不同的是,中国科学院的党员科学家更加注重以党的最新理论成果指导科技创新实践,并且更加自觉地在科技创新实践中回应时代召唤。(李思辉 刁雯蕙)

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