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在现代医学影像体系中,磁共振成像(MRI)长期是高端医疗设备的“代名词”。传统医用MRI设备依赖液氦低温冷却、专属电磁屏蔽机房,整机重达数吨、造价动辄千万,严苛的场地、成本和运维条件,让这一精准影像技术难以下沉基层,绝大多数乡镇卫生院无法配备,成为基层医学影像诊断的一大短板。上海交通大学直博生邱月淇的研究,跳出了传统高端核磁的研发思路,完成了一次逆向创新:不追求设备性能的极致顶配,而是让先进影像技术适配基层场景,让医疗设备走向最需要它的病患与基层医疗机构。
邱月淇为上海交通大学生物医学工程学院2022级直博生,师从张志勇教授。2025年夏威夷国际磁共振医学学会(ISMRM)年会中,她凭借核心成果《Spatiotemporal Encoding MRI in a Portable Low Field System(便携低场系统下的时空编码磁共振成像)》,斩获青年科学家奖下设的Prince-Meaney转化科学奖。该成果在全球顶尖高校团队的竞争中脱颖而出,击败斯坦福大学、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)、哈佛大学麻省总医院(MGH)等知名机构的参赛成果,成为2025年度该奖项全球唯一获奖项目,同时也是该奖项设立30余年来,首位中国籍获奖研究者,刷新了我国在低场磁共振转化领域的国际荣誉纪录。
该突破的核心技术为SPEN时空编码成像技术,专门适配实验室自研、无多通道接收器的便携低场磁共振系统的硬件短板。相较于传统高场磁共振设备,便携低场设备存在核心硬件缺陷:主磁场均匀度低、无多通道并行加速硬件支撑,传统平面回波成像(EPI)序列对设备硬件依赖性极高,一旦进行欠采样加速成像,会产生严重的几何畸变、图像混叠问题,成像质量无法满足临床诊断标准,这也是长期制约低场便携核磁落地应用的核心技术瓶颈。
邱月淇团队的SPEN技术重构了成像编码逻辑,摒弃传统固定频率编码模式,采用时空联合编码机制,通过二次相位调制实现低带宽维度的高效欠采样优化。该技术能够有效抵消低场设备磁场不均匀带来的成像干扰,彻底解决传统序列的畸变、混叠难题。根据发表于Magnetic Resonance in Medicine的权威实验数据(DOI:10.1002/mrm.30104):该自研便携低场核磁系统,可在3分钟内完成全脑三维扫描,实现2.5mm各向同性高分辨率成像,将传统低场成像约15%的几何失真率大幅降至0.7%,抗几何畸变性能提升20倍以上,成像精度基本满足基层脑部筛查临床需求。
相较于基础理论创新,该成果的落地转化价值更具现实意义,真正实现了“从实验室走向基层临床”的医工交叉落地。目前,该核心技术已完成上海交通大学官方科技成果转化,依托技术孵化成立便携低场磁共振初创企业,实现设备量产落地。
研发团队针对性优化设备硬件与使用场景,最终打造出手提箱式便携磁共振设备:整机重量约50kg,支持民用220V市电即插即用,无需专用屏蔽机房、无需液氦制冷系统,设备综合成本大幅压缩至十余万元级别,彻底打破了传统核磁设备昂贵、笨重、部署困难的壁垒。截至目前,该便携核磁设备已在云南、贵州、甘肃等偏远地区的23家乡镇卫生院投入试点应用,累计完成基层群众脑部影像筛查3000余例,有效填补了欠发达地区基层脑部影像诊断的设备空白。
客观而言,这项成果是技术迭代创新而非从零原创突破:SPEN时空编码的底层基础原理由学界前辈奠定,并非本次研究首创。同时,当前便携低场磁共振技术仍存在亟待突破的技术短板,在成像信噪比提升、精准量化成像、人工智能影像融合诊断等核心领域,仍有大量技术难题需要攻克,距离高端高场核磁的成像精度与功能完整性仍有差距。
但不可否认的是,邱月淇以第一作者身份,将适配中国基层医疗场景的低场核磁优化方案,落地于国际顶级磁共振权威期刊Magnetic Resonance in Medicine,并斩获ISMRM转化科学领域重磅荣誉,为国产便携低场磁共振技术走向国际舞台、下沉基层医疗体系提供了核心技术支撑与示范样本。
科学进步从来有两种核心力量:一种是攀登技术顶峰,打磨出精度更高、性能更强的尖端设备;另一种是打通技术下沉之路,把高端医疗科技带到资源匮乏的角落。在国产医疗设备普惠化、基层医疗提质升级的赛道上,邱月淇已然站在了技术普惠创新的全新起点。
参考文献
[1] QIU Y Q, DAI K, ZHONG S, et al. Spatiotemporal encoding MRI in a portable low-field system[J]. Magnetic Resonance in Medicine, 2024, 92(3): 1011-1021. https://doi.org/10.1002/mrm.30104.
[2] 上海交通大学生物医学工程学院。生物医学工程学院博士生邱月淇获 ISMRM 青年科学家奖 [EB/OL]. (2025-05-20)[2026-08-07]. https://bme.sjtu.edu.cn/Web/Show/3911.
[3] ISMRM. 2025 Young Investigator Awards[EB/OL]. [2026-08-07]. https://dev.ismrm.org/25m/yia/.
关键词
邱月淇;上海交大;ISMRM 青年科学家奖;Prince-Meaney 转化科学奖;SPEN 时空编码;便携低场 MRI;医工交叉;基层医疗影像;科技成果转化
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