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利用肺部气体磁共振成像装备实现对新冠出院患者肺功能无创评估

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发布:2020-11-30 16:09:10     来源:澎湃新闻

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周欣及其科研团队,联合武汉同济医院、中国人民解放军总医院(301医院)等多家单位,应用自主研制的肺部气体磁共振成像(MRI)装备,实现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日以Research Article形式发表在国际期刊《科学·进展》(《Science》子刊《Science Advances》)上。

 
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(图1-2)。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。

  图1: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

  图2:三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。

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。

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