“中国MRI（磁共振成像）的需求还很大，在医疗方面的应用以及发展在我们国家还有很重要的任务，作为这件事做的时间比较长的老一辈的人来说，希望大家一块团结起来，共同把这个做好，使得中国在MRI影像事业上能够上一个台阶。”
甘子钊院士
日前召开的国际生物科技大会精准医学影像技术与应用国际论坛上，精准医学影像技术与应用国际论坛为我国超导事业做出突出贡献的老一辈科学家，中国科学院院士、北京大学物理学院教授甘子钊院士面对台下的科技家们语重心长地说。
影像学的发展在现代医学中起着非常重要的作用。能否把疾病变成可视化的图像，对于后续治疗方案的制订起着基础作用。但是，目前国内核磁、彩超、B超等等影像设备95%都是国外的，这是比较严峻的问题。
据了解，国内医疗机构普遍使用的是1.5T和3T的磁共振设备，且大部分市场为GE、西门子、飞利浦等国际巨头所控制。近几年，尽管国内东软、华润万东、联影、TCL医疗等企业纷纷推出了自己的磁共振产品，技术上能够做到与国际巨头不相上下，但在整体的竞争力上依然有欠缺，始终处于“跟跑”的状态。
对于这样的局面，我国精准医学专家组组长，中国工程院院士，北京大学常务副校长，医学部主任，北京大学深圳研究生院院长，深圳精准医学影像大设施首席科学家詹启敏院士说：
“ 解决这些问题没有别的路走，科技是国家强盛之基，创新是科技进步之魂，我们就是要通过科技创新，通过产学结合把这个做上去。 ”
01
深圳建精准医学影像设施
研发14T磁共振成像设备
过去20年中，挑战高场强一直是世界各国努力的目标。目前商用7T磁共振设备已经实现商用，但美、韩、德等国家还在积极研发更高场强的人体磁共振设备。
早在2017年6月，深圳就与北京大学签署了启动建设“深圳精准医学影像大设施”的框架协议。项目内容包含人体超高场磁共振成像平台、医学影像数据解析与可视化平台、人体多模态医学成像平台、动物多模态成像平台四大核心。其中，超高场14T磁共振成像系统、高性能超宽景TOF-PET/CT两大成像系统由北京大学深圳研究生院联合国内国际高校和研究机构共同研发。
两个月前，深圳市政府批准了以北大深圳研究生院为依托单位，建设“深圳精准医学影像大设施”。
*共中**中央、国务院日前印发的《关于支持深圳建设中国特色社会主义先行示范区的意见》指出，“支持深圳强化产学研深度融合的创新优势，以深圳为主阵地建设综合性国家科学中心，在粤港澳大湾区国际科技创新中心建设中发挥关键作用”。可以说，世界级精准医学影像设在深圳的建设正在一步步从规划变为现实。这一科研重器落地深圳后，也将让深圳生物医学迎来重大发展机遇与创新实践。
在2019国际BT大会上，北京大学正式公布要在深圳建设14T超高场人体磁共振系统。据了解，在磁共振领域，目前世界上还没有国家能够生产出用于人体的14T磁共振设备，中国或将成为首个拥有这一大设施的国家。
2019年7月18日，一则消息令世界瞩目——法国CEA原子能研究所宣布，目前最高场强的人体磁共振磁体完成升场，人类第一次将MRI的磁场强度提高到了11.7T。而此次落地深圳的精准医学影像大设施，则直接瞄准了更高起点的14T。
“1.5T磁共振设备的时代，我们只能看清1.5mm以上的构造，3T的设备分辨率可以提高到1mm，而14T设备分辨率能达到100μm以内，这就使我们能够了解大脑神经元和轴突的结构和通信方式。” 北京大学信息与工程学部副主任、北京大学深圳研究生院生物医学工程研究所所长、深圳精准医学影像大设施总工程师任秋实教授说，“14T高场人体磁共振设备不仅可以应用在医疗上，在神经处理网络、芯片设计、人工智能等领域都有非常重要的作用与意义，这是一场世界级的竞争，也是整个科研领域的重器，中国希望能尽快占领这一技术高地”。
02
未来4-5年
深圳将有望在国内首次实现14T成像
既然这个医学基础设施这么重要，它要怎么来建设呢？笔者了解到，项目将以北京大学深圳研究生院作为依托单位，联合深圳市一流的学校，包括南方科技大学、深圳大学以及安科、迈瑞、西部超导扥企业，还有高端医疗设备，包括在磁共振方面做的很好的奥泰,整合国内国外一流技术和产业力量，采取1/3购置、1/3定制、1/3研制，力争在短时期内实现整个大设施设计的目标。
具体来说可以分为五个平台。
一是要建设人体超高场磁共振14T设备平台;
二是建立人体多模态先进医学成像平台;
三是建设动物多模态成像平台;
四是建设医学影像支撑设施，包括各种各样分子探针设施和模式动物设施;
五是要获得大量超精细的、多模态的数据，进行汇聚、融合和解析，同时把它可视化，为医学研究和科学研究服务。
任秋实说
“不只是着眼于高起点的超前研究，产业化也是北京大学14T磁共振团队从一开始就考虑的问题。“选择在深圳建设这个大设施，一方面是考虑深圳有着金融、IT、创新等的巨大优势，另一方面也是因为深圳正在建设国家综合科学中心，生物医药特别是高端医学影像装备是重点布局的领域”。”
据了解，这一项目整合了国内和国际在超高场磁共振一流的团队，项目总体的顾问和参与者是北京大学的客座教授，哈佛大学Bruce Rosen教授，同时在超导磁体、梯度射频、谱仪控制台、软件与图像处理都整合了国内外的团队，兼收并蓄，集成创新，走的是国家高铁和大飞机的路线，希望经过4-5年的努力，在国内首次实现14T第一张对于人脑的成像，这是我们的关键目标。
目前所有的成像设备都是对人体进行分段扫描进行全人体的成像，比如从头到脚完成成像之后，需要10-15分钟的时间。如果能做一个2米长，或者为了产业化的目的做1.4米轴长的设备，就能从头到脚或者从头到腿全方位同时观察人体的发展规律，这样对性能的提高，尤其对很多系统生物学的研究会起到很大的作用。
深圳市高度重视精准医学影像大设施建设选址和配套，目前这个项目由北京大学深圳研究生院执行建设，基本上定址在深圳的创新新城光明区，是深圳湾实验室建设的重要组成部分。未来会建设一个非常好的设施，世界上最好的成像装备将在这里面进行集中建设，为大湾区、东南亚地区以及全国的科学工作者提供一个影像学的研究设施。
总结起来，这个大设施可以在未来几年建设成粤港澳大湾区乃至国际一流的精准医学影像大设施，促进深圳建设国际科技、产业创新中心，产出一批全球领先的高端医学影像装备，孵化一批自主创新的医学影像装备企业，带动粤港澳大湾区形成一流的精准医学服务产业。
“人体14T超高场磁共振成像系统对科学研究，特别是生物医学研究的意义重大，其影响力以及科学的贡献不亚于‘上海光源’，我们一定会联合国内一切可以联合的力量，以及国际上一切可以联合的力量，争取在深圳首次实现14T磁共振高场、人体磁共振成像。”展望未来，任秋实教授充满满怀。
什么是医学影像？
医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。它的发展历史追溯至1895年德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现X射线（一般称X光），不久即被用于人体的疾病检查，并由此形成了放射诊断学。
它包含以下两个相对独立的研究方向:医学成像系统(medical imaging system)和医学图像处理(medical image processing)。前者是指图像行成的过程，包括对成像机理、成像设备、成像系统分析等问题的研究;后者是指对已经获得的图像作进一步的处理，其目的是或者是使原来不够清晰的图像复原，或者是为了突出图像中的某些特征信息，或者是对图像做模式分类等等。
应用在医疗上，影像学可以作为一种医疗辅助手段用于诊断和治疗，也可以作为一种科研手段用于生命科学的研究中。诊断主要包括透视、放射线片、CT、MRI、超声、数字减影、血管造影等。治疗主要应用为介入治疗、放疗等方面。
为何要发展核磁共振成像？
从历史发展来看，影像技术的每一次进步都推动了医学诊疗水平的显著提高。“精准医学，影像为先”，磁共振成像（MRI）不仅可以提供清晰的解剖结构像，还能够揭示人体组织的生理状态与功能活动，已成为近 30 年来医学影像以及脑与认知科学研究最重要的手段之一。根据磁共振物理学原理，越高的场强越有助于获得更高的灵敏度、分辨率、信噪比、对比度和影像清晰度，从而更好地实现以精准定位、定量、定性为基础的精准诊疗。
笔者了解到，上世纪70年代MRI（核磁共振成像）在国际上发明后，我们国家也与1981年开始超导MRI的研究工作，尽管经过多年发展取得了进步，但与需求相比还是显得滞后。目前，大体上每100万个人中国，只有5-6台MRI，而其中有一部分可能还是等着要替换的，而且都主要集中在东南沿海省份，相对比美国大概100万人有38台MRI，日本有25台MRI，相应的MRI这个行业在医疗方面的应用以及发展在我们国家还是很重要的任务。
