北航房建成院士:揭秘人体磁场“探测器”
北航房建成院士:揭秘人体磁场“探测器”
近日,《中国经济大讲堂》邀请北京航空航天大学教授、中国科学院院士房建成,为大家深度解读“极弱磁场”的科学世界,探寻“量子精密磁场测量技术”在医疗领域的应用前景。
从心脑磁测量设备的研制到临床应用,房建成院士带大家深入了解这一神奇的人体磁场“探测器”和未来零磁医学的发展。
从陀螺仪研究到极弱磁场测量装置
房建成院士在北航研究陀螺仪时发现,磁悬浮具备摩擦更小的优势。但在应用这些技术的同时,陀螺越来越复杂,成本越来越高。于是,他开始探索原子自旋效应在磁场测量中的应用。
2008年起,房建成院士带领北航团队建设“十四五”大科学装置——超高灵敏极弱磁场和惯性测量装置。这个像“大剧院”的大设施能容纳上百台独创的科学研究装置,供1000到2000名科学家同时做研究。
极弱磁测量技术在医疗领域的应用
极弱磁测量能看到人体信息,但人体功能信息图很难获得。房建成院士介绍了两种测量人体磁场信息的方法:一是利用原子自旋的磁强计来测量,二是采用磁屏蔽技术。从超大型磁屏蔽空间到小型高性能磁屏蔽舱、医用磁屏蔽桶,设备体积更小,成本更低,但芯片化传感器的精度仍然很高。
心脑磁成像设备将复杂的磁屏蔽技术应用其中,能够反映人体电生理的信息。随着量子精密测量技术的发展,未来将研制出灵敏度更高、体积更小、成本更低的芯片化原子磁强计。
在医疗领域的应用前景
房建成院士表示,极弱磁测量技术可以用于心脑疾病、精神疾病和肿瘤的早期发现。心脑磁成像设备能在极短时间内完成心脑细胞功能信息检测,及时准确诊断出疾病症结所在。通过建立快速诊断临床大模型和应用临床大数据,心磁检测准确率越来越高。
这项技术特别适用于不能接受强磁仪器检查的婴幼儿及孕妇等特殊人群。未来,这项技术还有望应用于社区服务,甚至进入家庭,为人们的健康保驾护航。
房建成院士表示:“我们希望能开辟零磁医学和高端医疗装备新赛道,在新赛道上走到前面去。”通过有组织的医工融合研究,推动超高灵敏极弱磁场测量技术的医学应用,突破心梗、脑梗、肿瘤等疾病早诊早治的世界难题。
未来,北航人将继续潜心钻研,开拓创新,为人民生命健康作出新的贡献!
本文原文来自澎湃新闻