超靈敏MRI技術：幫助肺癌患者早期診斷

人口健康直接影響到一個國家的經濟發展和社會進步。據我國2013年發布的腫瘤發病率統計年報表明，肺癌是我國目前首位惡性腫瘤，是癌癥死亡的頭號殺手，目前城市中每4名死亡的癌癥患者中，約有1名是肺癌。如何開發儀器進行肺部疾病的早期診斷成為當前國際醫學界和科學界研究的熱點。

癌癥的發生和發展通常是先發生功能病變，然后演化成結構病變，即功能性變化是發生在結構變化之前，這也是為什么當發現肺部結構病變時，通常都已經到了癌癥中晚期的原因。然而，目前還沒有一種能對肺部氣體交換功能可視化的成像設備，這極大地阻礙了對肺部重大疾病早期的深入研究。

目前的胸透、CT和PET儀器均可用于肺部成像，但由于它們所放射出的射線都屬于高能射線，會殺死人體內的白細胞，對人體造成一定傷害，所以不宜短時間內多做。另一方面，肺部氣—氣交換和氣—血交換的功能信息是衡量肺部健康狀態的一個重要指標，而CT和PET等成像技術都不能提供這兩大功能信息。

我們這項研究不僅獲得肺部的結構信息，還將對肺部氣體交換功能進行可視化研究，從而展開人體肺部重大疾病的診斷前研究。”周欣說，“其主要原理是：先利用激光技術增強電子自旋信號，然后將電子信號轉移增強惰性氣體的磁共振信號，進而對肺部氣體進行成像。

在實驗室里，專家展示了他和團隊開發出來的針對于肺部重大疾病診療的高端醫療設備肺部磁共振成像儀。這種超低濃度物質檢測的分子探針和分子影像技術，能夠用于癌癥和腫瘤分子的早期檢測。“傳統的磁共振技術通常只能檢測液體、固體樣品或組織，而不能檢測氣態的磁共振信號，因為氣體的密度通常比液體或固體低1000倍左右。”

超極化129Xe和3He技術及裝置，能夠克服這個磁共振的核心挑戰，且無放射性，并對肺部氣體的交換進行可視化觀測，點亮肺部影像。

他解釋，目前的所有臨床影像學方法（胸透、CT等）僅僅能獲得肺部的結構信息，但具有高靈敏磁共振信號的超極化Xe，卻能使肺部MRI清晰可見，不僅能作為氣體示蹤劑被人自然呼入，并且安全地溶于血液和組織，因此超極化XeMRI也成為目前唯一能對肺部功能進行成像的影像技術。

目前，世界上掌握著超極化儀器關鍵技術的人屈指可數。這是一項自主研發、具有獨立知識產權的技術，屬于世界領先，它的成功建立在幾代科學家在核磁共振技術上的30年基礎工作上。目前該設備已實現XeNMR信號增強10000倍，并成功獲得國內首幅小動物活體肺部MRI影像。預計再過一年左右，就能獲得對人體肺部的MRI影像，預計4年以后可以開展臨床研究。