精密测量院拥有两个国家重点实验室，一个国家大型科学仪器中心，一个国家台站网等4个国家级平台，各类省部级重点平台基地20余个。 现有职工600余人，其中院士4人、杰青13人，各类国家、科学院、省部级人才占比60%以上。2017年至今，在精密测量领域承担了数十项重大重点项目，其中，国家战略先导专项（2.5亿元）1项、重点研发计划12项、各类重大仪器研制专项10余项。精密探测技术和仪器已成为精密测量院满足国家需求和社会经济发展的优势领域方向。 精密...
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）是由中国科学院武汉物理与数学研究所（始建于1958年）、中国科学院测量与地球物理研究所（始建于1957年）融合组建而成，是湖北省首个中国科学院创新研究院。 回望来时路，峥嵘六十载。在方俊、王天眷、张承修、李钧、李国平、丁夏畦、许厚泽、叶朝辉等老一辈科学家的带领下，精密测量院历经几代科技工作者的辛勤努力和开拓创新，解决了一系列事关国家全局的重大科...
精密测量院立足精密测量科学与技术创新，面向国家的重大战略需求，发挥多学科交叉优势，开展原子频标与精密测量物理、大地测量和地球物理、综合定位导航授时、脑科学与重大疾病以及多学科交叉的数学计算等研究，促进以原子频标、原子干涉、核磁共振、重力测量、地震探测等精密测量技术为核心的学科发展，形成精密原子、精密分子、精密地球三...
中青报 中青网记者 杨洁
对肺部疾病患者来说，2023年病情诊断技术迎来了新的突破。
在传统MRI（核磁共振成像）检测中，人类的肺部影像犹如一个“黑洞”： 肺部是空腔组织，其水质子的密度约是正常组织的1/1000，而检测信号来源于人体中的水质子，不足以成像。
多年来，对“肺部黑洞”的“探照”成为医学界关注的核心课题。如何进一步洞悉肺部微结构、对通气与气血交换功能进行无损、定量、精准评估，是全球科学家要解决的问题。
在这一场“肺部黑洞大作战”中，2023年8月16日，由中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研发的创新医疗器械——人体肺部多核磁共振成像系统获国家药品监督管理局批准上市，解决了肺部疾病无辐射、精准检测的难题，成为当前全球唯一获批的可用于气体成像的临床多核磁共振成像系统。2024年1月30日，在湖北省十四届人大二次会议上，该成果入选了湖北省政府工作报告。
十四年磨一剑，“肺部黑洞”探索路径逐渐清晰。2009年10月，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（原武汉物理与数学研究所和测量与地球物理研究所合并）院长周欣从国外归来，研究肺部的超灵敏磁共振变革性技术，瞄准全球最前沿的临床技术难题。
2月1日，据世界卫生组织下属的国际癌症研究机构发布最新报告显示，2022年，全球新增癌症病例约2000万例，死亡病例约970万例。这两项数据中肺癌占比最高：新增肺癌病例250万例，死亡病例180万例。
“目前我国患有肺癌、慢阻肺、哮喘等病人基数大。”周欣解释，呼吸系统疾病具有“三高三低”的特点，即发病率高、死亡率高、社会经济负担高以及知晓率低、诊断率低、合理治疗率低。此外，肺功能早期损伤检测技术壁垒高，许多患者因发现患病过晚错失了最佳治疗时机，导致病情加重，威胁生命健康。
但人类对肺部“探照”能力仍然有限。目前临床上常用的肺部检查设备X光机、CT和PET等都存在电离辐射，磁共振检测设备无电离辐射，无法对肺部空腔进行成像等局限。
“医疗科技的发展需要一批人去做颠覆性、创新性的技术，拥有独辟蹊径的勇气，能够勇闯科学的无人区，才能在科技高峰中拿出中国的‘杀手锏’，占领科技的制高点。”从“六块地板砖”的实验室到国际瞩目的实验室，从一人作战到百余人的团队协助，周欣开展了数十年的探索。
2023年，团队成功研制出当前全球唯一获批的可用于气体成像的临床多核磁共振成像系统（后简称“系统”），实现了肺部结构和功能的无侵入、无辐射检测和定量、可视化评价，为肺部疾病的早期筛查和治疗评估提供了新仪器和新方法。
在临床上，肺部患者只要吸一口“仙气”，借助无放射性、无毒、可吸入的惰性气体—氙（核素129Xe）作为磁共振信号源，在研究院自主研制的“医用氙气体发生器”作用下，可将其磁共振信号增强50000倍以上，“点亮”肺部“黑洞”。
“肺部气体成像让医生直观看到了肺部通气情况，把‘看不见’变成‘看得见’。”中国科学院精密测量科学与技术创新研究院副研究员李海东解释说。
“看得见”对医生来说意义重大。此前，在临床上医生只能通过CT观察肺部结构，但无法准确判断气体的流通情况。如今借助系统后，可以显示不同区域肺部的通气功能。以患者的临床诊断为例，一些患者的上半部分肺无法实现通气，而另一些患者则是下半部分肺出现了通气缺失现象，那么肺部的气体成像给肺减容手术提供了准确的“视野”。
系统持续“升级”后，不仅实现了“看得见”，也能做到“看得好”。 团队在超快肺部气体磁共振成像技术、人体多核磁共振成像技术等方面实现全面突破，有效解决了肺部检测中气体磁共振信号太低而不能成像的重大难题。
在新冠肺炎康复者后遗症的追踪与判断上，该系统也起着重要作用。医院原是以白肺的体积大小来设定出院标准，而系统则可以全面发现病人在通气功能是否存在缺失等问题，为医生诊断提供更全面图像。
李海东打了一个比方：10多年前，手机拍摄出来的照片会出现像素点等情况，而如今手机照片已经能实现高清模式。此系统升级正是让临床影像里“肺部黑洞”看得更“高清”了。
目前装备已应用至中国人民解放军总医院、上海长征医院、武汉同济医院、武汉金银潭医院等全国多家三甲医院，合作开展新冠肺炎、慢阻肺、肿瘤等临床研究，并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，累计完成新冠患者超3000人次的随访。
从实验室走向临床应用，这一路团队走了5年多。李海东回忆，在投入应用前，根据临床医生的反馈，研究团队需要不断调整研究思路。这对于科研工作者来说并非易事。在实验室里，科研目标瞄准的是如何实现技术的高精尖，但技术运用到了医院，还需要考虑系统使用过程中的操作便捷性、患者使用的友好性等问题。
一系列人性化的技术改变应用在系统之中。此前患者需要依次吸入两袋气体后，进行成像检查。但对于无法长时间憋气或者吸气困难的患者来说，这两步存在着一定困难。团队优化了系统流程，患者只需要吸一次“仙气”，屏气10秒钟以内就可以实现肺部的3D图像的全部扫描。
“科学家要踏踏实实去积累，掌握核心技术，完成科学创新，从而带动整个行业变革，提升百姓的福祉。”如今，在周欣的团队里，成员平均年龄在36岁，覆盖数、理、化、生物医学、信息科学等不同学科方向，“一定要用心打造好年轻团队，只有年轻人不走寻常路，不拘一格做科研，才会源源不断产生创新。”
春节期间，团队里有二十多个同事轮班驻守在科研一线，保持紧急情况处理和设备的维护。目前在生物和化学团队工作的研究员陈世桢和同事一起值守，照顾实验中细胞和动物，保持科研的持续性。
新的一年，这个年轻团队有着更大的目标：他们要研究加快抢占临床多核磁共振领域制高点，力争在临床多核磁共振成像仪器技术及应用等方面持续保持国际领先优势；揭示神经退行性疾病治疗新思路；进一步提升图像分辨率，缩短成像时间，为无法长时间屏气的肺部疾病患者服务。
如今，这一项全球领先的技术对于大部分患者来说还是“生面孔”。周欣希望未来技术可以“加快步伐”，走进全国各地的医院，成为老百姓检查单里“看得懂”“用得上”的检查指标，为解决肺部疾病诊治难题提供“一双慧眼”。
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【中国青年报】点亮“肺部黑洞”的青年团队
中青报 中青网记者 杨洁
对肺部疾病患者来说，2023年病情诊断技术迎来了新的突破。
在传统MRI（核磁共振成像）检测中，人类的肺部影像犹如一个“黑洞”： 肺部是空腔组织，其水质子的密度约是正常组织的1/1000，而检测信号来源于人体中的水质子，不足以成像。
多年来，对“肺部黑洞”的“探照”成为医学界关注的核心课题。如何进一步洞悉肺部微结构、对通气与气血交换功能进行无损、定量、精准评估，是全球科学家要解决的问题。
在这一场“肺部黑洞大作战”中，2023年8月16日，由中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研发的创新医疗器械——人体肺部多核磁共振成像系统获国家药品监督管理局批准上市，解决了肺部疾病无辐射、精准检测的难题，成为当前全球唯一获批的可用于气体成像的临床多核磁共振成像系统。2024年1月30日，在湖北省十四届人大二次会议上，该成果入选了湖北省政府工作报告。
十四年磨一剑，“肺部黑洞”探索路径逐渐清晰。2009年10月，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（原武汉物理与数学研究所和测量与地球物理研究所合并）院长周欣从国外归来，研究肺部的超灵敏磁共振变革性技术，瞄准全球最前沿的临床技术难题。
2月1日，据世界卫生组织下属的国际癌症研究机构发布最新报告显示，2022年，全球新增癌症病例约2000万例，死亡病例约970万例。这两项数据中肺癌占比最高：新增肺癌病例250万例，死亡病例180万例。
“目前我国患有肺癌、慢阻肺、哮喘等病人基数大。”周欣解释，呼吸系统疾病具有“三高三低”的特点，即发病率高、死亡率高、社会经济负担高以及知晓率低、诊断率低、合理治疗率低。此外，肺功能早期损伤检测技术壁垒高，许多患者因发现患病过晚错失了最佳治疗时机，导致病情加重，威胁生命健康。
但人类对肺部“探照”能力仍然有限。目前临床上常用的肺部检查设备X光机、CT和PET等都存在电离辐射，磁共振检测设备无电离辐射，无法对肺部空腔进行成像等局限。
“医疗科技的发展需要一批人去做颠覆性、创新性的技术，拥有独辟蹊径的勇气，能够勇闯科学的无人区，才能在科技高峰中拿出中国的‘杀手锏’，占领科技的制高点。”从“六块地板砖”的实验室到国际瞩目的实验室，从一人作战到百余人的团队协助，周欣开展了数十年的探索。
2023年，团队成功研制出当前全球唯一获批的可用于气体成像的临床多核磁共振成像系统（后简称“系统”），实现了肺部结构和功能的无侵入、无辐射检测和定量、可视化评价，为肺部疾病的早期筛查和治疗评估提供了新仪器和新方法。
在临床上，肺部患者只要吸一口“仙气”，借助无放射性、无毒、可吸入的惰性气体—氙（核素129Xe）作为磁共振信号源，在研究院自主研制的“医用氙气体发生器”作用下，可将其磁共振信号增强50000倍以上，“点亮”肺部“黑洞”。
“肺部气体成像让医生直观看到了肺部通气情况，把‘看不见’变成‘看得见’。”中国科学院精密测量科学与技术创新研究院副研究员李海东解释说。
“看得见”对医生来说意义重大。此前，在临床上医生只能通过CT观察肺部结构，但无法准确判断气体的流通情况。如今借助系统后，可以显示不同区域肺部的通气功能。以患者的临床诊断为例，一些患者的上半部分肺无法实现通气，而另一些患者则是下半部分肺出现了通气缺失现象，那么肺部的气体成像给肺减容手术提供了准确的“视野”。
系统持续“升级”后，不仅实现了“看得见”，也能做到“看得好”。 团队在超快肺部气体磁共振成像技术、人体多核磁共振成像技术等方面实现全面突破，有效解决了肺部检测中气体磁共振信号太低而不能成像的重大难题。
在新冠肺炎康复者后遗症的追踪与判断上，该系统也起着重要作用。医院原是以白肺的体积大小来设定出院标准，而系统则可以全面发现病人在通气功能是否存在缺失等问题，为医生诊断提供更全面图像。
李海东打了一个比方：10多年前，手机拍摄出来的照片会出现像素点等情况，而如今手机照片已经能实现高清模式。此系统升级正是让临床影像里“肺部黑洞”看得更“高清”了。
目前装备已应用至中国人民解放军总医院、上海长征医院、武汉同济医院、武汉金银潭医院等全国多家三甲医院，合作开展新冠肺炎、慢阻肺、肿瘤等临床研究，并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，累计完成新冠患者超3000人次的随访。
从实验室走向临床应用，这一路团队走了5年多。李海东回忆，在投入应用前，根据临床医生的反馈，研究团队需要不断调整研究思路。这对于科研工作者来说并非易事。在实验室里，科研目标瞄准的是如何实现技术的高精尖，但技术运用到了医院，还需要考虑系统使用过程中的操作便捷性、患者使用的友好性等问题。
一系列人性化的技术改变应用在系统之中。此前患者需要依次吸入两袋气体后，进行成像检查。但对于无法长时间憋气或者吸气困难的患者来说，这两步存在着一定困难。团队优化了系统流程，患者只需要吸一次“仙气”，屏气10秒钟以内就可以实现肺部的3D图像的全部扫描。
“科学家要踏踏实实去积累，掌握核心技术，完成科学创新，从而带动整个行业变革，提升百姓的福祉。”如今，在周欣的团队里，成员平均年龄在36岁，覆盖数、理、化、生物医学、信息科学等不同学科方向，“一定要用心打造好年轻团队，只有年轻人不走寻常路，不拘一格做科研，才会源源不断产生创新。”
春节期间，团队里有二十多个同事轮班驻守在科研一线，保持紧急情况处理和设备的维护。目前在生物和化学团队工作的研究员陈世桢和同事一起值守，照顾实验中细胞和动物，保持科研的持续性。
新的一年，这个年轻团队有着更大的目标：他们要研究加快抢占临床多核磁共振领域制高点，力争在临床多核磁共振成像仪器技术及应用等方面持续保持国际领先优势；揭示神经退行性疾病治疗新思路；进一步提升图像分辨率，缩短成像时间，为无法长时间屏气的肺部疾病患者服务。
如今，这一项全球领先的技术对于大部分患者来说还是“生面孔”。周欣希望未来技术可以“加快步伐”，走进全国各地的医院，成为老百姓检查单里“看得懂”“用得上”的检查指标，为解决肺部疾病诊治难题提供“一双慧眼”。