磁共振技术点亮“隐形”器官，让创新与产业在汉共振

“肺其实很漂亮。”

在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”）的成像实验室内，周欣指着面前的肺部演示模型，对记者发出这样的感慨。在他眼中，肺的气道层层分叉、有序延展，呈现精妙树形拓扑结构。

可就是这样结构优美的器官，却曾是磁共振成像领域的一大难题，长久以来很难被清晰观测。深耕肺部磁共振研究十余年，周欣带领超灵敏磁共振组团队向着这一世界级科研难题发起攻坚，立志要把原本在影像中近乎“隐形”的肺成功“点亮”。

心怀“国之大者”，紧盯国家重大战略需求勇闯科学“无人区”，团队聚力原始创新策源，啃下这块成像领域的硬骨头，同时促成创新链与产业链深度交融，让锁在科研大院里的技术走出实验台，实实在在将高端医学影像产业的种子播种在武汉。

中国科学院精密测量科学与技术创新研究院周欣研究员（图中坐者）正在指导团队。（中国科学院精密测量院 供图）

多核磁共振，看清每一次呼吸

“彩色核磁”跑出成果转化加速度

走进磁共振波谱与成像全国重点实验室，记者看到，团队最新一代多核磁共振科研样机正在开展调试。

屏幕上，不同通气状态的肺部组织被区分成多种色彩，肺泡气体交换的细微变化直观呈现，这就是团队最新攻关的“彩磁”编码标记新方法。“传统磁共振成像就像黑白照片，只能捕捉氢核单独一个元素；我们这套新技术，好比给影像装上彩色滤镜，利用不同原子核的信号差异，把器官的功能、代谢状态用色彩区分展示出来。”团队骨干、磁共振影像研究部主任研究员郭茜旎指着成像画面向记者介绍，如今可以做到，人吸一口气、屏气3.5秒即能精准定位整个肺部三维气体轮廓，探察肺部气体密度分布，“知道哪里没有通气，从而精准施治”。

这项基础研究成果于2025年8月对外公开发表，团队并没有止步于论文发表，而是同步推进工程化落地，跑出了基础研究向临床器械转化的武汉速度。

从实验室的原理突破，到医院里的临床装备，再到新一代技术迭代，团队的转化节奏一直在提速。郭茜旎告诉记者，依托“彩磁”编码技术开发的新一代多核磁共振装备，正在加紧开展样机优化与临床验证，尤其是正积极拓展脑部等多器官成像，计划明年申报创新医疗器械注册证。

“科研的价值，不只是发表高水平论文，更要把实验室里的科学发现，变成医生能用、患者受益的医疗装备。”郭茜旎说。

2023年，团队自研的人体肺部气体磁共振成像系统就拿到全球同类产品首张国家三类创新医疗器械注册证，如今已经走进解放军总医院、同济医院、湖北省肿瘤医院等全国十余家三甲医院，实实在在服务慢阻肺、肺癌患者的临床评估，实现肺部无辐射、可视化的功能检测。

“牢牢紧盯临床需求。”郭茜旎介绍，为了更早发现慢阻肺、肺纤维化等肺部疾病的早期功能损伤，团队攻坚正加速从“黑白”到“彩色”，从“相机”变“摄像机”。

中国科学院精密测量科学与技术创新研究院周欣研究员（图中坐者）正在指导团队。（中国科学院精密测量院 供图）

瞄准国之所需

十余载坚守闯过一条“非共识”科研赛道

一项技术的跨越式突破，背后是十余年矢志不渝的坚守。周欣谈起当初选定肺部磁共振这一方向，依旧记忆犹新。

中国科学院武汉物理与数学研究所（精密测量院的前身）核磁共振学科有着半个多世纪的积淀。20世纪90年代，周欣还是这里的学生，他常想起中国科学院武汉分院老院长叶朝辉给研究生授课时的叮嘱：“国产高端医疗设备一定要做出来！”彼时进口仪器价格高昂、维修困难，周欣打趣道：“博士5年，我大部分时间都在修仪器。”

一边是高端医疗装备国产化的现实缺位，另一边，肺部疾病诊疗领域存在亟待填补的临床空白。看清肺部，是个世界性难题，周欣介绍，“比如磁共振的信号来源是水，而肺部的水很少，基本是空腔，看不到肺部的信号”。而在我国，肺部早筛与精准评估有着巨大临床缺口，“中国的慢阻肺患者将近一个亿”。这既是迫切的民生需求，也是亟待攻克的国家课题。

“国家有需要、临床有呼唤，再难也要有人去闯。”周欣告诉记者。下定决心后，一支平均年龄36岁的跨学科团队组建起来，物理、化学、精密工程、临床医学等领域青年科研人员协同攻坚。

最初，这是颇有争议的“非共识”国家重大科研仪器设备研制专项项目。超极化气体制备、专用射频线圈研制、成像算法优化，每一项都是难啃的硬骨头。攻关路上失败屡见不鲜，一台样机反复调试上百次更是家常便饭。

“我们做的不是跟风式创新，而是要做颠覆性技术，勇闯科学无人区，拿出中国的‘撒手锏’。”这是周欣的信念，也是团队恪守的信条。

周欣团队自主研制了世界上增强倍数最高的肺部气体（氙气）多核磁共振仪器，成功“点亮”肺部。

从“看得见”到“看得快”，如今，团队能实现世界最快的人体肺部动态成像，成像速度可达每帧200毫秒。同时，还要看得更清晰，团队自主研发的肺部气体磁共振成像系统检测灵敏度提升至84000倍，创新AI融合的肺部高时空分辨率动态通气功能成像方法，达成当前最高时空分辨率的活体肺部动态通气功能成像。

中国科学院精密测量科学与技术创新研究院周欣研究员（图中左二）正在指导团队。（中国科学院精密测量院 供图）

从实验室标准创制到产业落地

把高端医学影像产业种在武汉

“人体包含六十余种元素，在神经科学研究中，钠元素扮演着十分关键的角色，但目前人类还无法实现对钠元素的精细观测。”周欣介绍，“下一代磁共振技术，将重点攻克钠成像、磷‑31成像。针对糖尿病、肥胖、酒精肝等各类代谢类疾病，无需穿刺等侵入式检查手段，借助磁共振技术就可以捕捉磷相关代谢分子变化，提前识别代谢通路异常，实现疾病的早发现、早干预、早治疗。”这片领域还有大量待挖掘的科研蓝海。

科研探索既要勇攀科学高峰，更要深耕地方产业土壤，让实验室成果真正落地生根。

周欣谈到行业研发创新医疗器械时曾遇到现实难题：国内当时的评审目录大多参照欧美成熟产品制定，全新设备找不到对应的申报类目。为此，精密测量院联合国家评审中心共同搭建全新标准，为国产创新医疗器械打通申报路径，助力更多自研产品顺利走向市场。

依托人大代表履职契机，在周欣的积极推动下，国家药品监督管理局华中分中心落地武汉，为中部地区创新医药产品搭起审批“快车道”。2025年湖北高端医疗器械交出亮眼成绩单：全省新增第三类医疗器械同比增幅达83%；新增三类创新医疗器械创下历史新高。

周欣多次提出，科研前端要锚定科学仪器自主研发，夯实原始创新根基；应用端则要统筹政、产、学、研多方资源，完善临床评价与激励机制，敢于探索创新转化新模式。

“我们不单单在武汉开展科学实验，更立志把技术沉淀在武汉，把产业扎根在武汉。”郭茜旎说道，高水平建设武汉区域科技创新中心，“国家队”责无旁贷。

周欣团队将产业的种子播撒在武汉，带来的产业价值是多维度的：一方面补齐国内高端医学影像装备的短板，打破进口设备长期垄断局面，夯实武汉生命健康产业的核心实力；另一方面，也为磁体制造、特种气体、医学智能AI等上下游业态集聚发展打开广阔想象空间，产业链延伸潜力巨大。

（长江日报记者李佳 通讯员卢梦雨）

【编辑：丁翾】