【人物】王成波：用核磁共振“看”肺泡的迷信家 -编号:VO399sa

2015-01-26 10:00 来源：http://www.ceo315.org/ 阅读：次

　　王成波，1975年诞生，清华大学电机系94级（生医4班）。1999年、2002年在清华大学取得学士和硕士学位，2007年获美国弗吉尼亚大学生物医学工程博士学位并任美国费城儿童病院核磁物理师，2008年任弗吉尼亚大学喷射系助理教学。

　　在胶州农村念书的时候，王成波没想到会考上清华大学；在清华读书的时候，没想到会出国留学；出国留学的时候，没想到能做到名校教授，能获得国际大奖。正由于他的聪慧和睿智，加上他刻苦刻苦、耐劳研究的精力，他的生活和学习里总是布满很多惊喜。年青的王成波总是能碰到各种各样的机会，在机会降临的时候，他能自动捉住机会，并且努力去争夺，最终带给自己造诣和声誉。

　　获得青年科学家临床医学奖

　　有些人做了梦却为梦而可惜，有些人却能把梦变成事实，发明一个惊人的奇观。比方王成波……

　　王成波首次开发出了长弥散时间超极化气体核磁共振弥散测量技术，证明了氦气的弥散与弥散时间紧密关联，首次证实了被动吸烟引起肺部深层组织病变，首次证明了哮喘疾病可以诱发类似的结构变更……

　　他浏览多个不同的核磁物理和临床医学领域，每一次总可以控制领域中最重要的问题，给出简单而精致适用的丈量技术，在核磁物理学、肺部疾病诊断和核磁共振序列开发等方向取得一系列世界领先的主要成绩。

　　2008年，在加拿大举办的第十六届国际医学核磁共振学会年会上，王成波被授予青年科学家临床医学奖(W.S. Moore Award)，学会主席薇薇安?李博士(Dr. Vivian Lee)先容道：“今年的青年科学家竞赛尤其剧烈，学会收到了创纪录数字的申请，王成波博士的工作以其立异的设计和精彩的科学汇报怀才不遇。”

　　这次获奖也是中国学者首次获得该奖项，此外，王成波还获得过北美放射协会“研究员研究奖”、国际核磁共振学会论文展报竞赛第一名等众多奖项。

　　从山东乡村到首都北京

　　事业上的翻新进取、广博的学识、睿智的话语、为人处世的乐观和机灵、潇洒和亲热……这些体当初王成波身上就是一种人格的魅力。

　　1975年，王成波出身于山东胶州，从小在农村长大。父亲是城市小学老师，体弱的母亲自患重病，王成波有1个哥哥2个姐姐，勤奋的大姐承担了大部分农活儿。王家4个孩子的学习成绩在乡里乡外都小著名气。王成波自小爱好读书，哥哥姐姐们的高年级课本功课也成了他的课外读物。那时候，他最喜欢的杂志是《世界博览》，普遍的浏览大大开辟了他的视线。上小学的时候，王成波学习并不算尽力，他还迷上了武侠小说，上课的时候在桌下偷偷看小说，时常被老师们抓到。那时候晚上自习的时候常常点蜡烛，武侠小说加上烛炬烟熏，让王成波在六年级的时候就戴上了眼镜。

　　上中学之后，王成波开始懂事了，出生在农村，考大学是跳出“农门”的最好道路。从初中开始，他就开始住校，自己洗衣服，治理伙食，过早的独立生涯和艰难的生活环境培养了他坚忍不拔的性情。从初中到高中，6年的时间，大大小小测验，他素来都是学校总分第一，最高的时候可以超越全校第二名80多分，他持续获得数学、物理，化学和生物竞赛的多个全国奖。他高中的班主任曾经说过：王成波当前确定会是个有长进的孩子。就是这位老师成为别人生转折点的指路人。高考填报意愿时，父亲愿望他能子承父业，报考北京师范大学。他的班主任亲身家访，压服了家里人，让他报考了清华大学。他取舍生物医学作为自己的专业，也是偶尔中的必然。他是个孝敬孩子，看见母亲自患重病，他就特殊注意看医学书籍，想着从哪里能找到治疗母亲疾病的药方。那时的他把家里一本厚厚的《赤脚医生》给翻了个遍，居然喜欢上了医学。上了中学，他又迷上了生物和计算机。

　　1994年，王成波以优良的成就考入清华大学，成为胶州实验高中第一位考入清华的学生。

　　5年的清华大学本科学习，给王成波打下了深沉的实践和实际基本，也培养出了他对医学成像的喜好，在实验着手环节上，他老是排在班级的前几名。在大三的时候，他选择了微轮回成像作为他的第一个研究方向，本科毕业设计，他自己编写了一个微循环图像处置软件，这也辅助他拿到了优良毕业设计的嘉奖。本科毕业时，他挑选了免试直读研究生。

　　独立研究的起步

　　心有多大，舞台就有多大。

　　2001年，在和留学美国的本科同窗返校泛论时，王成波恍然才发现自己已经落后了。仅仅1年的时间，国外的同学已经在知识结构、科学目光上远远超出了自己。这大大刺激了王成波，他开始有了出国的主意，他用半年的时间考完了托福和GRE，参加了申请留学的行列。2002年，他获得了工学硕士学位，并且获得多家北美大学的邀请。终极，他选择了弗吉尼亚大学，把幻想的舞台从祖国延长到大洋的此岸。

　　出于对肺部疾病和核磁共振技术的兴致，王成波加入了氦气核磁共振肺部成像中心，用2年的时间完成了最为重要的核磁物理学的学习，并且研读了本事域相干的几百篇论文。广泛的阅读和扎实的理论功底，让他对于这个领域有了深刻而清楚的意识。

　　肺部成像和肺部疾病诊断久长以来远远落伍于身材其余局部的成像研究。其重要技术难点在于：1. 肺部充斥空气，大部属空腔组织，成像信号弱；2.频繁的呼吸跟心跳，活动烦扰大；3.大批的组织与空气接壤，信号衰减快。目前临床尺度肺部成像采取X光片和X射线CT。X射线对人体有极大的副作用，尤其是对于婴幼儿和儿童。另外，X射线成像敏理性仍然很差，对患上良多肺部呼吸疾病的诊断无能为力。

　　根据美国国立卫生研究院呈文，近20年来肺病仍坚持着连续上升的趋势。依据我国国内的统计数据，慢性阻塞性肺病已经是中国农村地域第一致逝世疾病和中国城市地区的第四致死疾病。肺部疾病与吸烟和空气传染有着严密的关系，中国有超过3亿人在吸烟，是世界上最大的烟民群体，还有很大一部分非烟民处于被动吸烟的环境。守旧估量，中国已经有 1500万慢性壅塞性疾病患者，每年超过100万人死于该病，因而而致残的人数每年达500～1000万。吸烟引起的肺部损害是一个慢性且长期的过程，可以猜测，10～30年，当前的烟民群体进入中老年之时，肺部疾病的发病率会大大回升。最新科研成果表明，超过25%的烟民会诱发慢性梗阻性肺病。慢性阻塞性肺病患者呼吸急促，稍微运动就会引起气促、咳嗽、咳痰，一旦病情加重,资源整合，很轻易引发心脏、呼吸衰竭等并发症。肺病已经给中国的医疗保健事业造成极大的困扰，并且这种影响会跟着时间的增添和中国社会的老龄化而呈现显明增加。

　　对这些知识的深入了解，给了王成波极大的研究能源。弗吉尼亚大学在氦气核磁共振技术上全世界当先。氦气，一种保险无副作用的惰性气体。在这里，他们使用了一种相似的气体氦气-3作为核磁共振成像的介质气体。氦气核磁共振成像在1994年由美国普林斯顿大学的研究职员首先发现，经由十多少年的发展，该成像方法已经成为新兴的科学领域。在采片激光极化之后，氦气-3在磁体之外即可使其核磁共振信号加强上万倍到上百万倍，而后让病人吸入这种气体，高强度的信号战胜了气体低密度的阻碍，肺部成像一下了变得简略而直接。因其诱人的临床利用远景，美国和欧洲在此范畴投入了大量资金。

　　王成波抉择了一个当时最艰苦的研究方向??长弥散时间氦气弥散成像。弥散成像是核磁成像中最为胜利的成像技术之一，其基木原理是使分子自在地弥散，当分子弥散受到局部结构限度时，相应的弥散会变慢。使用核磁共振弥散成像技术可以测量分子的弥散速度，从而间接估计部分的微结构信息。氦气弥散成像技术与此类似，假如肺泡（肺部最小的气体交流组织，其直径大略只有0.25毫米）的壁被吸入的烟雾损坏，如产生穿孔等，测量到的气体弥散速度就会加快。以前的氦气弥散成像技术所把持的弥散时间制约在l毫秒左右，敏感度不够高，而高敏感度是早期肺病诊断的要害。2002年，圣路易华盛顿大学的研究人员开发了一种方法，使用条纹调制的方法，观测条纹的衰减速度，他们声称该方法大大进步敏感度。这种方法引起了许多研究中央的关注。王成波因此将研究留神力转移到这个方向上。世界上陆续有不同的研究团队对华盛顿大学的研究提出改进方法，然而一些基础的问题始终不得到解决，即便使用了大剂量的氦气，结果依然不稳固。这些改良方法不能准确肯定弥散时间，不能做真正的点阵成像。

　　在反复华盛顿大学的研究方法的过程中，王成波陆续发现了很多问题。解决这些问题的过程，也正是他独立科研能力成长和成熟的过程。也正是在这个过程中，王成波的实验技术、序列开发技术都逐步成熟起来，并产生了被以后研究证实是正确无误的科学设想：氦气的弥散速度是取决于弥散时间的。在此期间，王成波获得加入当年的国际医学核磁共振学会年会的机遇。在美国迈阿密与同行的交换中大大拓展了他的视野，思维的碰撞产生了无数智慧的火花。王成波意识到，自己已经站在一个新发现的门槛上。

　　事业的起飞

　　从年会回到实验室之后的1个月里，王成波开始了缓和而繁忙的研究工作。断定了新的研究思路，在1个月的时光内，王成波单独编写了濒临100个计算机仿真程序，建立了十几个不同的序列，试图找出最好的序列，完成了盘算机仿真和模型试验，并且在紧接其后的3个月中实现了一系列的人体实验。这项研究成果使他获得了西雅图国际核磁共振学会年会的论文展报比赛第一名。

　　这个成果也使王成波作为第一和主要作者获得一项美国专利。西班牙的马德里大学、美国的哈佛大学、圣路易华盛顿大学和宾西法尼亚大学的研究中心都开始追随他的研究。

　　2007年，王成波获得博士学位，并被有名的费城儿童医院放射科聘为核磁物理师，在这一年中，他致力于把该核磁成像序列推广到临床实验，取得了一系列重要发明。

　　王成波屡次在健康的抽烟人群中检测出吸烟对肺部的伤害，证明了新方法的敏感度。鉴于新办法极具敏感度，王成波假想应用新方式也能够检测被动吸烟对肺部微细胞构造的影响。他们的研讨首次证实了被动吸烟可以诱发肺部结构侵害，试验证明了新技巧的牢靠性，存在成为一种新的肺部疾病诊断评估平台的潜力。

　　毕业之后短短半年的时间，王成波已经取得了冲破性的进展。他毕业的弗吉尼亚大学医学院决议，增强他们这个方向的领先上风，王成波被聘为医学院成像中央的助理传授，开始了新的研究过程。

　　在肺气肿疾病获得丰富结果的同时，王成波开端使用新方法形容哮喘疾病。他首次辨认出了哮喘病人中的深层肺部结构损害，在2008年的国际核磁共振学会年会上，他颁布了这个成果，并被授予了W. S. Moore Award（青年科学家临床医学奖）。

　　目前，王成波正在加快对于这个新技术的研究，一些大学的研究核心也开始跟随这项研究，并已经证实该方法的可行性。默克（Merck）和葛兰素史克（GSK）等世界大制药公司都已经邀请他们做专题讲演，正探讨如何开展配合。他们认为，这种新方法会对于新药物医治后果评估和新药设计发生宏大的增进作用。同时，这项研究也在临床医学研究领域引起很大的反应。

　　心怀祖国

　　青青子衿，悠悠我心，但为君故，沉吟至今。

　　斟酌到中国的3亿吸烟人口和重大的空气污染，肺部疾病的高发病率已成现实，王成波认为如果该项新技术能够在中国获得运用，无疑会产生不可估计的经济和社会效益。尤其需要特别指出的是，不同于广泛的核磁共振成像技术，氦气核磁成像技术中的氦气信号极化是在磁场外完成的，其信号不依附于成像磁场的强度。因此，在低磁场上，氦气成像应当同样具有很好的成像效果。而低磁场核磁共振成像仪恰是中国核磁产业的拳头强项，两者结合，必定会产生伟大的经济效益。同时，会极大促进中国肺病治疗药物的疾速发展。

　　国际的核磁共振成像市场主要被三个大公司操纵，通用电气、西门子和飞利浦。在1.5T以上的高端市场，磁体主要采用超导磁体。这三大公司的产品笼罩了大部分市场，中国本土也有20多家厂家在开发核磁共振产品，但是主线产品根本都在0.5T以下，这种永磁体磁场是中国的强项。但是这个市场的70%也被西门子在深圳的“迈迪特”盘踞。对照国外三大公司，中国的主要强项在于永磁体的制造，弱势在于软件开发、操作序列的开发。三至公司资本雄厚，具有极强的市场操作能力和技术储备，他们和世界大多数主要的医学核磁共振研究中心建立了的协作关联，外部产品很难进入他们的市场。

　　中国海内的核磁共振研究主要差距在于软件，也就是序列开发部门。序列开发才能需要杰出的具备综合学科常识的核磁物理迷信家进行大量的研究能力失掉。美国这方面的研究主要由国立卫生研究院支撑，向下一代核磁物理学家的传承和将来的知识贮备和开发主要由大学承当。王成波以为：中国若要赶超，首先须要引进一批本学科的学术带头人，他们需要深入懂得国际核磁共振科学研究现状，了解国际研究前沿，在国内建破核磁共振研究学科，发展深刻地研究，培育中国本人的科研步队和研究人才库。这样才干树立有效的人才造就机制和软件开发能力，为中国核磁共振事业的发展储备力气。

　　在核磁共振成像领域，新的发展思路层出不穷，中国在永磁制作方面具备凸起的优点，联合最新的超极化技　术，应用中国绝对机动的政策，发展出一套拥有自己特点的产品。信任中国的核磁共振必定会在世界市场上占领一席之地。王成波也很盼望自己可能为这个发展提高进程奉献一份自己的气力。（刘佳）

　　起源：《神州学人》2009年第5期