厉害了!华师校友!
首届“科学探索奖”获奖人、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员、华中师范大学人工智能教育学部1995级校友周欣及其科研团队联合多家单位,实现了新冠出院患者的肺功能损伤无创评估,相关研究成果于11月20日在国际期刊《科学·进展》(《Science》子刊《Science Advances》)上发表。
周欣
研究论文截图
2019年底出现的新型冠状病毒肺炎(COVID-19)给全球公共卫生健康带来了严重的威胁,被世界卫生组织(WHO)定性为全球大范围流行病。截至2020年11月30日,200多个国家和地区的新冠肺炎确诊病例累计超过6304万例,死亡病例累计超过146.4万例。临床上发现部分患者在出院后仍伴有不同程度的乏力、呼吸困难等症状。
肺部气体MRI技术克服了目前临床质子(1H)MRI对肺部空腔“盲区”的技术挑战,为肺部重大疾病的定量、可视化检测提供了全新的医疗装备。该装备可用于新冠患者肺功能的定量可视化评价,有效解决临床常规检测设备(CT、胸透)存在电离辐射且无法实现肺部功能定量检测的难题,突破高性能影像仪器的瓶颈。
周欣科研团队应用自主研制成功的肺部气体磁共振成像(MRI)装备,在国际上首次实现了新冠肺炎出院患者的肺部微结构和通气、气血交换功能定量、可视化评估。研究发现,虽然普通症出院患者的肺部CT影像和吹气肺功能参数无异常,但其气体MRI影像显示通气功能有轻微损伤,气血交换功能明显受损,大部分普通症出院患者的通气和气血交换功能在第6个月的随访时有进程性改善。该研究为新冠肺炎出院患者的临床康复治疗提供了科技支撑,也是现有临床影像技术的重要补充。
基于超极化129Xe气体磁共振成像技术实现肺部微结构和气血交换功能的定量可视化检测示意图
三名新冠出院患者的典型肺部影像从上到下依次为:肺炎急性期时肺部CT图像、恢复期最后的肺部CT图像(出院前后)、对应的肺部气体MRI影像和通气功能的聚类图像
该研究由中科院精密测量院、武汉同济医院、中国人民解放军总医院(301医院)等多家单位合作完成,副研究员李海东、高级工程师赵修超、医师王玉锦和教授娄昕为共同第一作者,研究员周欣和教授夏黎明为共同通讯作者。
据悉,校友周欣是2019年“科学探索奖”先进制造领域获奖人。“科学探索奖”评审委员会肯定他在医学影像——超灵敏磁共振成像(MRI)上取得的成绩,鼓励他继续研发健康中国需求的高场多核MRI装备,探索医疗新技术新设备的科学难题。
个人介绍
周欣,中国科学院武汉物理与数学研究所二级研究员、博导、副所长,中科院武汉物数所博士,美国哈佛大学博士后,美国加州大学伯克利分校研究助理。1999年毕业于华中师范大学信息技术系(现人工智能教育学部)教育技术学专业、获学士学位。入选“国家杰出青年科学基金”、湖北省“新世纪高层次人才工程"、武汉市“优秀青年科技工作者”等。2012年任国家重大仪器研制专项首席科学家,2013年带领研究团队获“中国产学研合作创新成果奖”,2016年获中国科学院青年科学家奖和中国专利优秀奖,2017年获武汉市首批“资智回汉杰出校友”,2018年当选湖北省人大代表。
主要从事磁共振成像与波谱的新仪器和新技术研究。建立了国内第一套流动系统超极化Xe装置,研制了国内首台动物活体肺部气体MRI仪器和超低场激光探测NMR谱仪,成功点亮了磁共振成像中的盲区--肺部,并首次获得超极化129Xe的脑部功能磁共振成像(fMRI)。研制的肺部气体MRI仪器为肺部重大疾病研究提供了创新性的科学仪器,该仪器通过了科技成果鉴定,并荣获2013年度中国产学研合作创新成果奖。在PNAS、ChemComm、JMR等学术刊物上发表论文50余篇,外文专著2章,主编外文专著1本,拥有美国发明专利1项、中国发明专利20余项。研制的动物肺部MRI仪器“点亮肺部”被《人民日报》《新华社》《科技日报》(头版)等专题报道。
立鸿鹄之志
1995年9月,周欣带着从小树立的“当一名科学家”的理想,考入了华中师范大学信息技术系,开始了本科四年的学习生活。除了自然环境,华师的人文环境也让周欣格外的享受。在这样的学习氛围下,周欣的成绩总是名列前茅,他常常不满足于老师和课程所要求的内容,更多地选择自主学习。超强的自主学习能力使得专业课程对于周欣而言格外的轻松,对于周欣而言,大学是一个知识积累的阶段,他将其比作成才的基石。
成栋梁之人才
1999年,周欣以年级第一的成绩从华中师范大学毕业后被保送到中科院。
2004年,他选择留学美国,在哈佛大学、加州大学伯克利分校、劳伦斯国家实验室等国际顶级研究机构从事与磁共振相关的多学科交叉研究工作,掌握了超极化肺成像关键技术。
回馈社会之恩
2009年,他放弃在美国的高薪工作机会回到武汉,入选中国科学院“百人计划”,同时成为了中国科学院武汉物理与数学研究所最年轻的研究员。周欣说:“我在武汉度过了9年时光,武汉塑造了我的学科知识结构,也为我最终确定人生事业方向划了‘跑道’,同时我是湖北荆州人,楚才回家、资智回汉,也是自然的选择。”
在物数所研究初期,周欣经历了一段艰苦时期。“就这么大,六块磁砖这么大,”周欣比划着办公室的地砖说道。那时他并没有独立的实验室,只有一个在公共实验室中划分出来的“六块磁砖实验区”。他笑称当时的自己为“光杆司令”:“那个时候就只有一个人,要做项目,要招人,还要把队伍扩大,所以每天都工作到很晚。”但他明白对科学研究而言,需要有把冷板凳坐热的精神。凭借着对科研的热情、顽强的毅力,周欣排除万难,陆续招纳来自物理、化学、生物医学工程等专业的人才,成立超灵敏磁共振研究组并担任组长,搭建了超极化仪器和肺成像研发实验室、原子磁力计实验室、超灵敏分子探针和影像实验室,逐步壮大实验团队。
2012年用于人体肺部重大疾病研究的磁共振成像仪器系统研制项目正式立项,周欣担任项目首席科学家。作为首席科学家,他深感责任重大,但他选择毅然前行,因为他有一个中国梦,“梦想若干年后,中国每一家三甲医院都能有这样一台仪器。”
2015年,经过周欣团队6年的科研攻关研制出的我国首套超极化129Xe人体肺部MRI仪器不但增强Xe的磁共振信号大于50000倍,并获得我国首例肺部病人(哮喘)的气体磁共振影像,成功“点亮”人体肺部。该成果入选“2015年度湖北十大科技事件”,被《中央电视台》等多家谋体报道,得到国际同行的高度评价,并被正面引用。
2016年,周欣获中国科学院青年科学家奖和中国专利优秀奖。
2017年,周欣登上“华师故事”舞台,生动讲述了他的科研和人生经历。并获武汉市首批“资智回汉杰出校友”称号。
2018年,周欣当选湖北省人大代表。
2019年1月27日,《科技盛典——2018年度CCTV科技创新人物颁奖典礼》在中央电视台综合频道播出,周欣荣获“2018年科技盛典年度科技创新人物”称号。
在颁奖典礼现场被主持人问及机器是否已经在医院得到应用的时候,周欣的脸上露出了欣慰的笑容。他这样说道:“现在目前我们的仪器,已经在多家三甲医院进行使用。中国目前来说有15000台临床的核磁共振仪器,如果配上我们超极化装置多核的射频线圈,以及包括我们的(多核)MRI系统,使目前来说中国的临床的不能做肺部(气体)磁共振检查的,就都能够做肺部(气体)磁共振检查。这样子来真正地惠及中国老百姓,践行中国的健康中国。”过去几年,周欣牵头研发的人体肺部磁共振成像系统仪器,通过了国家重大科研仪器专家组验收。“我们的目标是攻克肺部磁共振成像技术,点亮肺部,科研成果能真正造福人民,才是我们最大的幸福”。
2019年 “科学探索奖”获奖名单正式公布,周欣的名字就在其中。
2020年,周欣带领团队又实现一个新突破。他说:“人生不是用钱来衡量的,我们应该思考更深刻的意义,能够回馈这个社会,回馈这个国家,做一个正直、光明、向上的人,对社会有责任感、有用、有益的人。”这不仅是周欣对自己的严格要求,更是对未来华师人的期望。
从计算机到物理化学,从生物再到医学
从武汉出发,再回到武汉
在周欣的学习生涯中
始终保持着不懈怠的态度
不停歇的精神
愿每一位华师人向前辈看齐
在前人的故事中汲取力量
在需要自己的地方发光发热
华中师大宣传部舆情与新媒体中心
责任编辑:李欣雨 汪露 刘肖涵(实习)
图片来源:往期推送
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