王 芳 譚 凱

從一度擔(dān)心無(wú)法畢業(yè)，到2007年博士畢業(yè)半年內(nèi)獲得北美放射學(xué)會(huì)研究員研究獎(jiǎng)，并于2008年榮獲國(guó)際醫(yī)學(xué)磁共振學(xué)會(huì)青年科學(xué)家臨床醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)（中國(guó)內(nèi)地學(xué)者首次獲獎(jiǎng)），再到因突出成就，于2012年被選舉為國(guó)際醫(yī)學(xué)磁共振學(xué)會(huì)超級(jí)化媒介成像研討組秘書長(zhǎng)，2013年又擔(dān)任超極化媒介成像組主席，并作為首席科學(xué)家獲得美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院超千萬(wàn)元科研資助；從回國(guó)初期科研工作幾乎停滯，到與同事合力引進(jìn)英國(guó)諾丁漢大學(xué)享譽(yù)世界的醫(yī)學(xué)影像中心，成立寧波分中心，再到近年來頻頻承擔(dān)科技部數(shù)字診療重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目等重任……在寧波諾丁漢大學(xué)醫(yī)學(xué)影像中心主任王成波的科研人生中，充滿了這樣跌宕起伏的歷程。低谷之后的每一次躍升，都是他對(duì)以技術(shù)服務(wù)病人和造福大眾的強(qiáng)烈渴望與堅(jiān)守。

投身核磁蟄伏沉淀突破難題揚(yáng)名海外

1975年，王成波出生于山東膠州一個(gè)鄉(xiāng)村教師家庭，在耳濡目染下，他從小聰慧好學(xué)，興趣廣泛。在膠州實(shí)驗(yàn)高中就讀期間，他不僅成績(jī)常年名列榜首，還連續(xù)獲得數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和生物競(jìng)賽多個(gè)全國(guó)獎(jiǎng)?！吧綎|是肝炎重災(zāi)區(qū)，我的母親一直備受肝炎困擾，最終也因肝癌離世。我對(duì)醫(yī)學(xué)有濃厚興趣，起因就是希望緩解母親的病痛。后來在報(bào)考大學(xué)時(shí)，由于清華大學(xué)沒有醫(yī)學(xué)院，而陳章良教授又提出‘21世紀(jì)是生物學(xué)的世紀(jì)’，我便選擇了清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)。”從農(nóng)門躍入名校，王成波成為膠州實(shí)驗(yàn)高中建校以來第一個(gè)考入清華大學(xué)的學(xué)生。

王成波（前排中）研究團(tuán)隊(duì)

在清華大學(xué)，王成波展現(xiàn)了突出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。他以微循環(huán)成像作為第一個(gè)研究方向，憑借自編的微循環(huán)圖像處理軟件，拿到優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)。1999年本科畢業(yè)，他免試直讀，跟隨本校張志廣教授讀研，主要研究人體微循環(huán)。研究生期間，他還受首都醫(yī)科大學(xué)邀請(qǐng)，兼職講授醫(yī)學(xué)超聲成像原理課程。2002年，為了開闊視野，深造科研，他申請(qǐng)赴美讀博。面對(duì)多所高校的邀請(qǐng)，他最終選擇了弗吉尼亞大學(xué)，并在那獲得博士獎(jiǎng)學(xué)金。

“在美國(guó)，我首先研究的是超聲。后來我發(fā)現(xiàn)自己對(duì)肺部疾病和核磁共振成像技術(shù)（MRI）更感興趣，轉(zhuǎn)而加入了核磁共振肺部成像中心?！备ゼ醽喆髮W(xué)在氦氣核磁共振技術(shù)上屬于國(guó)際第一梯隊(duì)，王成波的博士生導(dǎo)師是一位成就卓越、平易近人的教授?！暗牵鸪跷乙?yàn)椴涣私鈱?dǎo)師的風(fēng)格，一味埋頭苦干，鮮少主動(dòng)交流，兩年里雖然扎實(shí)地學(xué)習(xí)了核磁物理學(xué)，深入研讀了本領(lǐng)域內(nèi)的幾百篇論文，在課題研究上卻十分不順?！?/p>

王成波的具體研究方向——長(zhǎng)彌散時(shí)間氦氣彌散成像，是一個(gè)難度相當(dāng)大的領(lǐng)域。彌散成像的基本原理是使分子自由地彌散，當(dāng)分子彌散受到局部結(jié)構(gòu)限制時(shí)，相應(yīng)的彌散會(huì)變慢。使用核磁共振彌散成像技術(shù)可以測(cè)量分子的彌散速度，從而間接估計(jì)局部的微結(jié)構(gòu)信息。氦氣彌散成像技術(shù)的原理與此類似，如果肺泡壁被吸入的煙霧破壞，測(cè)量到的氣體彌散速度就會(huì)加快。以前的氦氣彌散成像技術(shù)所控制的彌散時(shí)間限制在1毫秒左右，敏感度不夠高，而高敏感度正是早期肺病診斷的關(guān)鍵。

為了提高敏感度，2002年，圣路易華盛頓大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種方法，使用條紋調(diào)制的方法，觀測(cè)條紋的衰減速度，并宣稱這一方法大大提高了敏感度。但是在改進(jìn)這一方法的過程中，學(xué)界人士卻始終無(wú)法精準(zhǔn)確定彌散時(shí)間，無(wú)法真正做到點(diǎn)陣成像。王成波在重復(fù)圣路易華盛頓大學(xué)的這一方法的過程中，也發(fā)現(xiàn)了不少問題，在解決問題的過程中，他積淀了豐富的理論知識(shí)，研究的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和序列開發(fā)技術(shù)也漸趨成熟，可距離真正的成果產(chǎn)出卻始終有一段距離。

2005年春節(jié)，博士三年級(jí)，獨(dú)在異國(guó)又逢經(jīng)濟(jì)危機(jī)，內(nèi)心苦悶的王成波擔(dān)憂博士無(wú)法畢業(yè)，一度認(rèn)真考慮起退學(xué)考證投身華爾街的想法。然而，轉(zhuǎn)機(jī)就在幾個(gè)月后悄然出現(xiàn)?！?月，國(guó)際醫(yī)學(xué)核磁共振學(xué)會(huì)年會(huì)在邁阿密召開，導(dǎo)師派我參加。那是我第一次參加重量級(jí)的學(xué)術(shù)年會(huì)，啟發(fā)非凡，豁然開朗。”從年會(huì)回來后的一個(gè)月內(nèi)，王成波興奮地埋首實(shí)驗(yàn)室，確定了新的研究思路，獨(dú)自編寫了接近100個(gè)計(jì)算機(jī)仿真程序，建立了十幾個(gè)不同的序列，試圖找出最好的序列，以極快的速度完成了計(jì)算機(jī)仿真和模型試驗(yàn)?！澳且粋€(gè)月里，我基本把日后10年的科研框架都搭建好了。”

王成波（左一）指導(dǎo)研究生開展工作

2005年7月初，王成波將研究成果一一匯報(bào)，導(dǎo)師欣慰地表示，原本5月還覺得他恐怕難以畢業(yè)，沒想到兩個(gè)月后，就做出了可喜的成果。然而，當(dāng)時(shí)距離畢業(yè)時(shí)間已經(jīng)很近了，王成波時(shí)間緊張，他加強(qiáng)了與導(dǎo)師的交流，在其指導(dǎo)下爭(zhēng)分奪秒推進(jìn)后續(xù)工作。2006年，他發(fā)表了自己的第一篇論文，斬獲西雅圖國(guó)際核磁共振學(xué)會(huì)年會(huì)的肺成像論文展報(bào)競(jìng)賽第一名，迅速引來新一輪的跟隨研究。2007年，他順利取得博士學(xué)位，被著名的費(fèi)城兒童醫(yī)院放射科聘為核磁物理師，將相關(guān)核磁成像序列成功推廣到臨床實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過與放射科醫(yī)生的密切合作，王成波首次證明了被動(dòng)吸煙可以誘發(fā)肺部結(jié)構(gòu)損害，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了新技術(shù)的可靠性，具有成為一種新的肺部疾病診斷評(píng)估平臺(tái)的潛力。同年年底，他獲得了北美放射協(xié)會(huì)“研究員研究獎(jiǎng)”。后續(xù)，他因研究成果首次證實(shí)了二手煙會(huì)導(dǎo)致早期肺氣腫，被超過2000家媒體（如《紐約時(shí)報(bào)》等）追蹤報(bào)道，引起世界范圍內(nèi)的影響。

歷經(jīng)兩年多蟄伏沉淀、兩年多突飛猛進(jìn)之后，鮮花與掌聲紛至沓來，王成波成長(zhǎng)為業(yè)內(nèi)小有名氣的專家，母校弗吉尼亞大學(xué)向他投來了橄欖枝，聘任他為醫(yī)學(xué)院放射系助理教授，他由此開啟了新的研究篇章。這一階段，在肺氣腫疾病研究成果之外，王成波還使用新方法探查哮喘疾病，并很快首次識(shí)別出哮喘病人中的深層肺部結(jié)構(gòu)損害。2008年，在加拿大舉行的第十六屆國(guó)際醫(yī)學(xué)核磁共振學(xué)會(huì)年會(huì)上，憑借創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和出色的科學(xué)匯報(bào)，他從空前多的競(jìng)爭(zhēng)者中脫穎而出，被授予青年科學(xué)家臨床醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，成為第一位獲此殊榮的中國(guó)內(nèi)地學(xué)者。

回國(guó)效力服務(wù)臨床成果轉(zhuǎn)化造福社會(huì)

“獲獎(jiǎng)后我多次作為北美學(xué)界代表參加各種活動(dòng)。2013年，習(xí)近平總書記訪美，鼓勵(lì)我們要學(xué)好知識(shí)，將知識(shí)帶回國(guó)，用在國(guó)內(nèi)。我深受觸動(dòng)，下定決心回國(guó)?！碑?dāng)時(shí)，擺在王成波面前有不少好選擇，包括回母校清華大學(xué)、去中國(guó)科學(xué)院，以及加入鐘南山院士團(tuán)隊(duì)，最終他選擇了一條看起來更艱難的道路，入職寧波諾丁漢大學(xué)，從零開始組建團(tuán)隊(duì)。

“寧波諾丁漢大學(xué)是中外合作大學(xué)，有英國(guó)諾丁漢打下的良好底子，我加入后又與同事合力將英國(guó)諾丁漢大學(xué)享譽(yù)世界的醫(yī)學(xué)影像中心引進(jìn)來，成立了寧波分中心，擔(dān)任中心主任?！痹缭诨貒?guó)前夕，王成波已經(jīng)與寧波高新技術(shù)企業(yè)鑫高益醫(yī)療設(shè)備股份有限公司有了初步洽談，計(jì)劃合作研發(fā)新型核磁共振技術(shù)。雖然回國(guó)后初期，科研工作幾乎停滯，但是功夫不負(fù)有心人，2016年歷經(jīng)艱難磨合，第一個(gè)項(xiàng)目終于簽訂。2017年，隨著團(tuán)隊(duì)建設(shè)、設(shè)備引進(jìn)、項(xiàng)目研發(fā)等一系列工作初有成效，學(xué)校追加近千萬(wàn)元投資，為醫(yī)學(xué)影像中心的發(fā)展注入了一劑強(qiáng)心針。2018年，作為課題負(fù)責(zé)人，王成波承擔(dān)了國(guó)家科技部數(shù)字診療重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目。同年，在寧波市科協(xié)的資助下，他主持了中英高端醫(yī)學(xué)核磁共振研討會(huì)，促進(jìn)了中心的學(xué)術(shù)交流。2019年，憑借多項(xiàng)創(chuàng)新成績(jī)，王成波又獲批浙江省“萬(wàn)人計(jì)劃-科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”項(xiàng)目。近5年來，王成波團(tuán)隊(duì)發(fā)展迅速，利用多核MRI技術(shù)來做肺部的磁共振診斷，研發(fā)無(wú)液氦低溫超導(dǎo)磁體技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上推出可旋轉(zhuǎn)M R I、新生兒MRI、豎立式MRI和術(shù)中可移動(dòng)MRI等一系列服務(wù)臨床的技術(shù)應(yīng)用。

作為磁共振超導(dǎo)磁體的理想冷凍氣體，液氦在M R I的用量占全球氦氣供應(yīng)的25%～30%。然而氦資源在自然界中含量極微，中國(guó)所占比例僅為0.2%。近年來，全球各大科研機(jī)構(gòu)和磁共振生產(chǎn)廠家都在探索研發(fā)少液氦乃至無(wú)液氦超導(dǎo)MRI系統(tǒng)?！?.5T無(wú)液氦低溫超導(dǎo)磁體技術(shù)研發(fā)”是2019年度科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，由寧波諾丁漢大學(xué)、鑫高益醫(yī)療設(shè)備股份有限公司、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)寧波華美醫(yī)院等單位共同研發(fā)。2022年，歷經(jīng)3年產(chǎn)學(xué)研合作，其轉(zhuǎn)化成果——磁共振成像系統(tǒng)獲批門檻極高的三類創(chuàng)新醫(yī)療器械注冊(cè)證，成為寧波市歷史上首個(gè)獲批的國(guó)家級(jí)三類創(chuàng)新醫(yī)療器械。

新型“磁共振成像系統(tǒng)”的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是采用了無(wú)液氦超導(dǎo)磁體技術(shù)，超導(dǎo)磁體采用制冷機(jī)直接傳導(dǎo)冷卻。與以往液氦對(duì)磁體中的超導(dǎo)線圈進(jìn)行冷卻的超導(dǎo)磁共振產(chǎn)品相比，此產(chǎn)品具有生產(chǎn)使用成本更低、磁體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、磁體重量降低等優(yōu)勢(shì)。此外，液氦的屬性令傳統(tǒng)磁共振掃描只能以臥姿進(jìn)行，因?yàn)镸RI一旦發(fā)生移動(dòng)旋轉(zhuǎn)，極易引發(fā)液氦氣化爆炸、磁體失超。而無(wú)液氦冷卻技術(shù)壁壘的突破，為接下來的技術(shù)路線——多姿態(tài)磁共振檢查技術(shù)方案奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。目前，王成波團(tuán)隊(duì)正在全力研發(fā)可旋轉(zhuǎn)多姿態(tài)無(wú)液氦核磁共振成像系統(tǒng)。無(wú)液氦核磁共振成像系統(tǒng)的研究不僅對(duì)我國(guó)氦資源的戰(zhàn)略發(fā)展有著重要意義，而且有望用于航天、量子計(jì)算等領(lǐng)域。在王成波看來，它的另一個(gè)社會(huì)效益則體現(xiàn)在核磁共振檢測(cè)的普及化，可以大大降低普通人的檢測(cè)費(fèi)用，促進(jìn)疾病的早發(fā)現(xiàn)、早治療。

在新生兒MRI方面，王成波團(tuán)隊(duì)針對(duì)保育箱降噪與光電傳感技術(shù)進(jìn)行了研究。“以前新生兒很少能做核磁，他們剛出生易感染，離不開保育箱。而保育箱因與電子不兼容，一進(jìn)核磁共振房間就失靈，且核磁共振噪聲大，對(duì)嬰兒很不友好。我們聯(lián)合企業(yè)開展研究，想到了一種新方法來解決降噪的難題?！蹦壳?，這項(xiàng)研究已經(jīng)取得了初步成果，接下來王成波還打算帶著學(xué)生做一些動(dòng)態(tài)測(cè)量，讓結(jié)論更完善。

而利用多核M R I技術(shù)來做肺部的磁共振診斷，源于王成波2008年的獲獎(jiǎng)成果——新型氦氣彌散核磁共振成像方法。2020年，為更好應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒感染診療中的肺部成像難題，他重啟了這項(xiàng)成果的轉(zhuǎn)化工作，同莫斯科國(guó)立大學(xué)及印度一家醫(yī)院，聯(lián)合研發(fā)利用多核MRI技術(shù)包括超極化惰性氣體來做肺部的磁共振診斷。其中，氪83的超極化和成像技術(shù)是世界首創(chuàng)，利用激光器可以把信號(hào)增強(qiáng)到原來的50多萬(wàn)倍。并且，技術(shù)成本低，除去激光器外，其他部件成本不超過20萬(wàn)元。這一技術(shù)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了肺部疾病的早期、精確、無(wú)損檢測(cè)，對(duì)慢阻肺、肺纖維化、肺癌等疾病的防治有重大推動(dòng)作用。

目前，王成波團(tuán)隊(duì)有4名青年老師，平時(shí)他除了指導(dǎo)博士生進(jìn)行獨(dú)立科研外，還注重本科生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！拔蚁Ｍ虝?huì)學(xué)生科學(xué)研究的一些基本方法，教會(huì)他們?nèi)绾慰创龁栴}、尋找解決方案?！痹诮虒W(xué)上，他注重充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，通過生動(dòng)的案例、具體的實(shí)驗(yàn)、清晰的理論知識(shí)體系等來幫助學(xué)生理解難點(diǎn)。

也許是最初因母親的疾病而走生物醫(yī)學(xué)道路，后來又長(zhǎng)期與醫(yī)院密切合作，所以王成波對(duì)于自己的成果能否真正用于臨床治病救人，有著非同一般的渴望。然而，科學(xué)研究及其技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的道路涉及方方面面，注定充滿曲折。“我很喜歡《肖申克的救贖》里那句經(jīng)典臺(tái)詞：生命可以歸結(jié)為一種簡(jiǎn)單的選擇——要么忙于生存，要么趕著去死。人生總有低谷和挫折，而我選擇沖破牢籠，捕獲渴望。”