原創(chuàng) 羽華 世界頂尖科學(xué)家論壇

第三屆世界頂尖科學(xué)家論壇（WLF）特別設(shè)立了科學(xué)前沿話題講堂，邀請12位前沿科技領(lǐng)域的科學(xué)家，向公眾介紹最新研究進(jìn)展，暢談科學(xué)為人類帶來的福祉。

進(jìn)入2021，應(yīng)對人類面臨的共同挑戰(zhàn)，讓我們再現(xiàn)別開生面的“科學(xué)盛宴”，重溫科學(xué)家的精彩演說。今天回訪的是韓國總統(tǒng)榮譽(yù)勛章獲得者趙長熙。

正電子成像（Positron Emission Tomography，PET）和磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）目前已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，尤其是幫助科學(xué)家和醫(yī)生處理中風(fēng)、帕金森氏病、阿爾茨海默癥等腦部疾病。

趙長熙教授基本資料 圖 | WLF獨(dú)家

趙長熙教授回顧了人腦成像技術(shù)的發(fā)展史：1972年首先出現(xiàn)了CT；1973年勞特布爾提出了MRI的概念；基于CT和核醫(yī)學(xué)，1975年P(guān)ET出現(xiàn)了，繼而是圓環(huán)式PET；1980年代早期，多個(gè)不同的研究機(jī)構(gòu)或企業(yè)開始使用0.1T（特斯拉，磁感應(yīng)強(qiáng)度單位，簡稱特，符號是T）的MRI系統(tǒng)；1985年，超導(dǎo)MRI啟動(dòng)，大部分是1.5T；1995年出現(xiàn)了PET-CT；2005年啟動(dòng)了試驗(yàn)性的7.0T MRI；2015年，PET和MRI融合系統(tǒng)及新PET系統(tǒng)上線。

趙長熙介紹說，人腦成像是三維的，可以從矢狀面、冠狀面、軸向面等各種角度觀察；隨著系統(tǒng)磁場提升，得到的畫面分辨率也越高。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的1.5T或3.0T系統(tǒng)，已經(jīng)可以看到大腦的結(jié)構(gòu)，如腦干、丘腦、海馬體等等。

實(shí)驗(yàn)中的7.0T系統(tǒng)，分辨率可達(dá)200微米，可以進(jìn)一步看到精細(xì)結(jié)構(gòu)，包括血管系統(tǒng)及周圍的纖維組織等。例如海馬區(qū)，可以看到海馬的毛發(fā)，甚至可以將這些毛發(fā)加以區(qū)分。

人腦成像技術(shù)的發(fā)展為腦疾病診療奠定了基礎(chǔ)。以帕金森氏病為例，以前醫(yī)生只能通過解剖患病逝者的遺體，了解大腦病變情況；使用目前常見的1.5T系統(tǒng)，只能看到一點(diǎn)點(diǎn)紅色黑質(zhì)核，但沒有任何細(xì)節(jié)；而使用7.0T系統(tǒng)，可以看到黑質(zhì)周圍纖維的精細(xì)結(jié)構(gòu)。

借助這一清晰圖像，醫(yī)生可以精確定位插入電極，使用深部腦刺激技術(shù)（DBS）進(jìn)行治療（鏈接：）。除了帕金森氏病，該技術(shù)還可以廣泛應(yīng)用于中風(fēng)、阿爾茨海默癥等其它腦疾病，以及各種腫瘤的診療中。

本納比教授在論壇上談帕金森氏病新療法

圖 | WLF獨(dú)家

由于MRI不能做分子成像，科學(xué)家采用MRI與PET成像并行的方式，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，合成之后獲得高分辨率的分子圖像。“由此，我們第一次看到大腦中縫核的細(xì)節(jié)，了解了大腦認(rèn)知、語言、睡眠等不同活動(dòng)時(shí)的腦部活動(dòng)。”趙長熙說。

展望未來，趙長熙表示：“目前我們正在研發(fā)分辨率不到一毫米的PET掃描儀，相信我們能構(gòu)建14.0T的MRI系統(tǒng)。研發(fā)費(fèi)用會(huì)很高，超強(qiáng)磁性材料很難獲取，但只要青年科學(xué)家和學(xué)生們不忘初心，就能克服重重困難，讓它成為現(xiàn)實(shí)。”

排版｜阿曼

責(zé)編｜老黃

閱讀原文