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王成波

“超极影像”让疾病无所遁形

核磁共振副教授、电气与电子工程副教授

 

能解释一下您的研究吗?

我的专业领域是生物医学工程,主要是以核磁共振成像(MRI)为中心,研究生物医学影像的技术和装备的开发,以满足生命健康领域的需求。

我2013年回国加入了宁波诺丁汉大学,在学校的合力推动下,我们将英国诺丁汉大学享誉世界的医学影像中心(Sir Peter Mansfield Imaging Centre)引进到宁诺,成立了宁波分中心。我们科研团队的主要研究和日常实验就在这里进行。

可以这样理解我们的科研工作:假如把MRI类比成照相机,不同于照相机用光影来进行成像, MRI是使用人体内部本身的磁信号来生成人体内的磁影像。我们做的就是开发更经济、更轻便清晰的MRI “照相机”,以及为MRI新增更多的功能。我们的研发能为医院解决一些临床领域遇到的现实问题。

 

您的研究着力于解决什么样的难题?会对普通大众的生活产生什么样的影响?

我们的科研主要是从MRI的技术和装备两方面来解决临床医学遇到的问题。

其中一个项目,是和莫斯科国立大学以及印度一家医院合作,联合研发利用多核MRI技术包括超极化惰性气体来做肺部的磁共振诊断。 

中国有着世界上最庞大的烟民群体,肺病也是困扰我们已久的一个问题。但在过去的100多年里,针对肺病的诊疗技术没有发生实质性的变化,肺病患者的死亡率也居高不下。目前,医院普遍采用CT来作为肺病影像诊断的“黄金标准”,但CT具有电离辐射。对于需要每三个月做一次复查的新冠肺炎康复患者来说,用CT做复查不但会对身体造成损伤,并且CT所能提供的诊断信息也相对较少、效果不理想。

在这个项目上,我们关注的问题是,如何能用MRI来对肺部的呼吸功能和血流灌注等做更详细的评估。

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宁诺磁共振成像研究中心

我们的另外一个项目是针对MRI的设备进行升级改造。现有的MRI设备大幅度依赖于液氦来作为超导磁体的冷媒,这存在几大缺陷。首先,氦是自然界的稀缺物资,也是全球重要的战略资源。它的价格在近些年里飙升。其次,使用液氦的MRI设备因为无法移动,只能进行躺卧姿势扫描。使用液氦作冷媒的另一个缺陷是它需要持续制冷来保持超低温下的液体状态,一旦温度上升,就可能爆炸失超,有很大的安全隐患。

我们现在和宁波余姚的厂家以及宁波的医院,合作开展 “无液氦低温超导磁体技术研发”新研究,采用成本更低、安全性更高的铜带来替代液氦。

 

能分享一下项目目前取得的进展吗?

针对超极化惰性气体项目,我们团队将氦3(He3) 、氙129(Xe129)和氪83(Kr83)引入到磁共振成像过程,开发出了能呈现肺部内部气道的MRI技术。其中氪83的超极化和成像技术是世界首创。

这项技术对于实现肺部疾病的早期、精确、无损检测会有很大推动作用,也可以对慢阻肺、肺纤维化、肺癌等疾病的防治起到帮助。

无液氦MRI项目已经有了阶段性的进展,并且获得了科技部“数字诊疗装备研发”重点专项的支持。我们研发的1.5T-Alpha全身型无液氦MRI已经稳定运行了一年,证明了这项技术的可行性。

这项技术的突破也使得磁体旋转成为可能,以后患者将可以在站立姿态下用MRI做血流灌注、关节等方面的成像和评估。我们正在全力研发一套1.5T可旋转双姿态无液氦MRI,这应该是世界上第一台临床可用的全身型可旋转MRI。这台机器有望在明年落户宁诺。

除此之外,我们团队还在研发可移动MRI、婴幼儿MRI、静音MRI等等。

 

我们了解到您的团队研究领域非常广,除了研发新型MRI技术在医学方面的应用,也在生物领域应用上有探索。能介绍一下吗?

我们在探索用MRI做食品品质的快速评估。新型MRI技术可以检测食品质量,比如水果的新鲜度、含糖量、农药残留情况,以及肉类食品的注水量等。在检测的速度上,以橙子为例,我们的测试可以做到在一分钟里检测一千个以上橙子的含糖量。如果能产业化,我们预计分摊到每个橙子上的成本是5分钱左右。未来这项应用的推广,将可以为消费者买到更好、更安全的食品提供保障。

 

能介绍一下您科研团队的其他成员吗?

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我们团队有Thomas Meersmann教授,他是宁波诺丁汉大学在转化医学成像领域的首席教授,我们将共同在超极化惰性气体项目上展开深入研究。还有王静老师和白舜老师,王静老师主要研究光学传感器,而白舜老师是电磁和射频专家。

除此之外,我们还有六位博士研究生。其中几位目前正在研发可以用于检测肺部、肝部等人体部位血流灌注的MRI技术,最快下半年将可以在宁波华美医院投入临床研究。

 

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