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　　無需注射什么藥劑，也不用任何器械介入，只要吸一口氣，就像按下了電源開關(guān)，將黑暗的肺部磁共振影像（MRI）世界照得燈火通明：氣管、支氣管、肺葉的輪廓清晰可見；肺泡膜有多厚，也可以被精準(zhǔn)測量；甚至氧氣從肺泡進(jìn)入血液需要多少毫秒等目前臨床無法獲得的氣體交換功能參數(shù)也都迎刃而解。
　　這是什么樣的神仙技能？中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所（以下簡稱武漢物數(shù)所）研究員周欣可能最有體會(huì)。
　　過去五年里，受到國家自然科學(xué)基金委員會(huì)（以下簡稱自然科學(xué)基金委）國家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)（部委推薦）支持，周欣帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“用于人體肺部重大疾病研究的磁共振成像儀器系統(tǒng)”，成為目前全球首套核磁共振信號(hào)增強(qiáng)大于57000倍的人體肺部MRI儀器，關(guān)鍵指標(biāo)國際領(lǐng)先。
　　回顧五年歷程，不僅科學(xué)研究領(lǐng)跑國際前沿，科研基金管理也為我國源頭創(chuàng)新一路“保駕護(hù)航”。自然科學(xué)基金委醫(yī)學(xué)科學(xué)部副主任徐巖英告訴《中國科學(xué)報(bào)》：“自然科學(xué)基金委鼓勵(lì)科學(xué)家立足國家戰(zhàn)略需求，進(jìn)行原創(chuàng)性和獨(dú)創(chuàng)性的科學(xué)研究，我們按照相關(guān)管理辦法對項(xiàng)目的實(shí)施進(jìn)行后期管理和監(jiān)督，服務(wù)于科學(xué)家，使其科研工作規(guī)范、有序、高質(zhì)量開展?！?br/>　　立足國家戰(zhàn)略需求
　　隨著空氣污染等問題的加重，肺部疾病已成為嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題，其中，肺癌的發(fā)病率和死亡率均居我國惡性腫瘤首位，平均每4個(gè)死亡的癌癥患者中就有1人死于肺癌。
　　然而，對于肺部疾病的診斷，傳統(tǒng)的胸透、電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）和正電子發(fā)射斷層掃描（PET）等臨床常規(guī)的肺部影像檢測均為有電離輻射的檢查手段，不建議短期內(nèi)重復(fù)檢測。
　　“無論是面對國家發(fā)展需求，還是與國際科技強(qiáng)國相比，我國高性能醫(yī)療器械的自主研發(fā)能力依然較弱，多數(shù)依賴于國外進(jìn)口。要使國產(chǎn)醫(yī)療器械真正‘做得出、推得開、有效益’，需要在核心技術(shù)上下功夫?！闭劶爱?dāng)初的研究計(jì)劃，周欣告訴《中國科學(xué)報(bào)》。
　　為了扭轉(zhuǎn)關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”的局面，周欣向自然科學(xué)基金委提出了國家重大科研儀器設(shè)備研制項(xiàng)目“用于人體肺部重大疾病研究的磁共振成像儀器系統(tǒng)”的申請。
　　“傳統(tǒng)的磁共振成像技術(shù)只能對水成像，由于肺部特殊的空腔結(jié)構(gòu)，檢測時(shí)存在‘盲區(qū)’，如果用氙氣作為造影劑，且信號(hào)足夠大，可能把肺部照得通明。”他說，“該項(xiàng)目的立項(xiàng)符合我國肺部疾病研究與診療的重大需求，具有科學(xué)研究的必要性和迫切性，要想克服傳統(tǒng)MRI不能對肺部成像的挑戰(zhàn)，需要研究和解決最重要的前沿技術(shù)，如激光光泵新原理、磁共振新技術(shù)、電子技術(shù)新方法、無線電物理新概念等，科學(xué)意義重大。美國等發(fā)達(dá)國家已開始加大研制投入，武漢物數(shù)所前期已有多年研究基礎(chǔ)和專利布局，與國際水平相當(dāng)，若不盡快研制出整套肺部MRI儀器系統(tǒng)，將喪失有利的時(shí)機(jī)?！?br/>　　然而，這樣的設(shè)想并非所有人都認(rèn)同。
　　“剛接到這個(gè)項(xiàng)目，有些專家光看標(biāo)題就認(rèn)為是不可能實(shí)現(xiàn)的事，說將磁共振用于檢測肺部，這不是開玩笑嘛！”回憶立項(xiàng)申請之初，自然科學(xué)基金委醫(yī)學(xué)科學(xué)部處長李恩中告訴《中國科學(xué)報(bào)》，“不過之后的一系列結(jié)果證實(shí)，夢想是可以變成現(xiàn)實(shí)的?！?br/>　　2012年，自然科學(xué)基金委醫(yī)學(xué)科學(xué)部在委里計(jì)劃局的統(tǒng)一安排下，對該項(xiàng)目進(jìn)行了通訊評(píng)審。在多數(shù)通訊評(píng)審專家同意立項(xiàng)的基礎(chǔ)上，自然科學(xué)基金委醫(yī)學(xué)科學(xué)部按照程序召開專家咨詢委員會(huì)遴選和論證會(huì)議，進(jìn)行評(píng)估。
　　過五關(guān)斬六將，由于該項(xiàng)目的理論操作性和具有的特殊戰(zhàn)略意義，這項(xiàng)曾被視為“開玩笑”的計(jì)劃最終獲得了項(xiàng)目資助。
　　定期追蹤監(jiān)督檢查
　　2013年，項(xiàng)目正式啟動(dòng)?；仡檭x器樣機(jī)設(shè)計(jì)到組裝測試直至最后對儀器進(jìn)行動(dòng)物和人體試驗(yàn)的這段時(shí)光，周欣表示，自然科學(xué)基金委及時(shí)地對項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)進(jìn)行過程監(jiān)督檢查，定期追蹤該重大儀器的“孵化”過程。
　　徐巖英介紹，自然科學(xué)基金委每年都會(huì)組織專家參與項(xiàng)目管理工作，包括進(jìn)行項(xiàng)目啟動(dòng)、年度交流和中期檢查直至最后的結(jié)題驗(yàn)收。
　　在儀器研制過程中，令周欣印象最深的，無疑是自然科學(xué)基金委對學(xué)科交叉融合的重視。
　　“儀器研制工作涉及物理、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)等多專業(yè)的學(xué)科交叉研究。自然科學(xué)基金委每年都會(huì)在項(xiàng)目承擔(dān)單位組織年度交流會(huì)，邀請不同領(lǐng)域的專家到會(huì)進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)和研討交流?！敝苄勒f。
　　例如，針對肺部氣體磁共振成像儀器項(xiàng)目，自然科學(xué)基金委有針對性地邀請了百余人次全國知名影像學(xué)專家和臨床醫(yī)生到儀器研發(fā)測試現(xiàn)場指導(dǎo)，共同優(yōu)化儀器的性能指標(biāo)，研討面臨的臨床科學(xué)問題。
　　在專家組的指導(dǎo)下，周欣團(tuán)隊(duì)在極化氣體產(chǎn)生裝置、肺部氣體信號(hào)檢測、常規(guī)MRI系統(tǒng)兼容等儀器核心技術(shù)創(chuàng)新方面取得了多項(xiàng)原創(chuàng)成果：MRI信號(hào)增強(qiáng)大于57000倍，有效解決了因肺部氣體MRI信號(hào)強(qiáng)度低造成的無法成像的難題；動(dòng)態(tài)成像采樣速率達(dá)到202毫秒/幀，這是目前世界上最快的高分辨率人體肺部氣體MRI成像采樣速率，提升了肺部氣體吸入過程的動(dòng)態(tài)評(píng)估技術(shù)；兼容醫(yī)院常規(guī)MRI系統(tǒng)、創(chuàng)新性研發(fā)的可穿戴式肺部成像探頭和外掛式變頻成像系統(tǒng)，使目前商業(yè)MRI儀器可擴(kuò)展具備肺部成像功能。
　　在驗(yàn)收階段，為確保儀器的萬無一失，自然科學(xué)基金委還特意派出由三個(gè)小組組成的驗(yàn)收專家組進(jìn)行全方位審核。
　　李恩中告訴記者：“我們組建的三個(gè)小組分別為儀器測試、檔案審核和財(cái)務(wù)驗(yàn)收小組。三個(gè)小組合成一個(gè)驗(yàn)收組。驗(yàn)收工作大約需要經(jīng)過一周的時(shí)間，最后專家組給出驗(yàn)收意見。”
　　其中，儀器測試組主要測試器材的實(shí)用性與穩(wěn)定性，檔案小組針對設(shè)計(jì)圖紙、電子文檔等進(jìn)行查驗(yàn)，財(cái)務(wù)驗(yàn)收組則審核所有支出的合法性。
　　周欣表示，結(jié)題驗(yàn)收時(shí)，這臺(tái)肺部氣體磁共振成像儀器在所有關(guān)鍵指標(biāo)上都達(dá)到并且優(yōu)于既定目標(biāo)，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先，有望解決我國肺部影像檢測的技術(shù)難題。
　　重視成果管理
　　俗話說：工欲善其事，必先利其器。科研儀器是科學(xué)研究不可或缺的工具，在科研儀器上率先突破，才能占據(jù)科學(xué)研究的制高點(diǎn)。但如何將其推向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，可能是每位研究者的“心病”。
　　為此，自然科學(xué)基金委貼心地為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人在人才培養(yǎng)和深入研究兩方面提供資金支持。
　　徐巖英介紹：“在項(xiàng)目中期評(píng)估和驗(yàn)收成功后，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人又連續(xù)得到國家杰出青年科學(xué)基金和重大研究計(jì)劃的重點(diǎn)支持項(xiàng)目，有力推動(dòng)了后續(xù)工作的展開?！?br/>　　在此支持下，該儀器系統(tǒng)現(xiàn)已進(jìn)入臨床前測試，與多家三甲醫(yī)院合作研究肺癌、慢性阻塞性肺疾病、哮喘、放射性肺損傷等病例累計(jì)近300例。同時(shí)，該項(xiàng)目成果知識(shí)產(chǎn)權(quán)已成功轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。
　　周欣告訴記者，在肺部結(jié)構(gòu)成像方面，該儀器能探測到臨床CT不能發(fā)現(xiàn)的肺部通氣早期病灶，無損、定量、可視化地檢測肺內(nèi)氣體擴(kuò)散能力的變化，很好地反映慢阻肺患者肺內(nèi)微結(jié)構(gòu)的變化，對慢阻肺患者的分級(jí)也與臨床肺功能分級(jí)金標(biāo)準(zhǔn)一致。
　　此外，該儀器還可無損地獲得一系列重要的肺部結(jié)構(gòu)和功能生理參數(shù)，如肺部氣—血屏障的厚度、肺部氣—血交換時(shí)間、肺泡的增大和損壞程度等。
　　“這些生理參數(shù)都是目前臨床影像手段不能無創(chuàng)、實(shí)時(shí)獲得的?！敝苄勒f。
　　2018年，武漢物數(shù)所聯(lián)合上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司、橫店集團(tuán)成立了“中科極化醫(yī)療科技有限公司”，標(biāo)志著該項(xiàng)目正式進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
　　“感謝自然科學(xué)基金委對肺成像項(xiàng)目進(jìn)行了細(xì)致入微的個(gè)性化管理和指導(dǎo)，保障項(xiàng)目可以良好地開展實(shí)施并順利結(jié)題?！敝苄勒f。
　　周欣希望自然科學(xué)基金委關(guān)注項(xiàng)目后續(xù)進(jìn)展，使項(xiàng)目建立的肺部影像平臺(tái)可以平穩(wěn)運(yùn)行和維護(hù)，從而更深入、更廣泛地開展肺部重大疾病基礎(chǔ)科學(xué)研究，服務(wù)于我國公共衛(wèi)生事業(yè)。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2019-04-29 第4版 自然科學(xué)基金)