作者簡(jiǎn)介

王秋良，中國(guó)科學(xué)院院士，中國(guó)科學(xué)院電工研究所學(xué)術(shù)委員會(huì)主任、研究部主任、研究員，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)教授。長(zhǎng)期致力于強(qiáng)電磁裝備基礎(chǔ)理論與工程技術(shù)的研究，在強(qiáng)電磁裝備構(gòu)造理論、設(shè)計(jì)方法與成套技術(shù)研究等方面取得了系統(tǒng)性、創(chuàng)造性成果，成果已用于大科學(xué)設(shè)施、國(guó)防、醫(yī)療和工業(yè)等領(lǐng)域。主持基金委卓越研究群體A類項(xiàng)目、基金委重大、國(guó)家重大科研儀器研制等多項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目。發(fā)表SCI收錄論文430篇，專著6部。獲得中國(guó)發(fā)明專利授權(quán)211件、美國(guó)發(fā)明專利授權(quán)20件、PCT國(guó)際專利22項(xiàng)。先后獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)一等獎(jiǎng)4項(xiàng)、何梁何利科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、錢學(xué)森杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)和IEC1906獎(jiǎng)等。擔(dān)任

Superconductivity

隨著全球老齡化問題日益加劇，我國(guó)醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)面臨極大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，如何實(shí)現(xiàn)從“治已病”向“治未病”的轉(zhuǎn)變，是建設(shè)健康中國(guó)道路上亟待解決的關(guān)鍵問題。生物醫(yī)學(xué)電磁成像以生命體健康狀況的檢測(cè)與評(píng)價(jià)為目標(biāo)，其激勵(lì)、檢測(cè)手段與電磁直接相關(guān)，包含生命信息獲取、處理以及顯示的方法和技術(shù)。與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)成像相比，生物醫(yī)學(xué)電磁成像作為一種功能成像，可在重大疾病早期篩查診斷、治療過程監(jiān)測(cè)以及療效評(píng)價(jià)等方面發(fā)揮重要作用。發(fā)展各種新型電磁成像技術(shù)可以滿足在新時(shí)期應(yīng)對(duì)重大疾病挑戰(zhàn)的迫切需求。

基于阻抗成像的腸道成像及功能檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電阻抗成像以生物電磁特性為成像參數(shù)，由于在生物組織病變過程或治療過程中電磁特性參數(shù)變化早于結(jié)構(gòu)變化，電阻抗成像在疾病早發(fā)現(xiàn)、早治療方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。我國(guó)在電阻抗成像的部分方向上取得了一批具有國(guó)際影響力和臨床應(yīng)用潛力的研究成果，與發(fā)達(dá)國(guó)家處于同一起跑線，這為我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)自主振興提供了良機(jī)。在該領(lǐng)域加大投入，有利于形成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，打破進(jìn)口壟斷，降低醫(yī)療費(fèi)用，提高產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。在磁共振成像、正電子發(fā)射斷層成像、計(jì)算機(jī)斷層掃描等主流成像技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位的現(xiàn)狀下，電阻抗成像作為新興的前沿影像學(xué)技術(shù)，如何獲取學(xué)術(shù)界、醫(yī)學(xué)界的認(rèn)可是當(dāng)前面臨的主要問題和挑戰(zhàn)。

磁聲成像與磁共振成像結(jié)合下熱聲效應(yīng)與磁聲效應(yīng)的融合成像結(jié)果及定量化分析

隨著未來健康醫(yī)學(xué)模式變化，生物醫(yī)學(xué)電磁成像由單一電磁場(chǎng)成像發(fā)展為電磁場(chǎng)與其他物理場(chǎng)耦合成像，成像對(duì)象由組織器官向細(xì)胞分子發(fā)展。多物理場(chǎng)耦合成像技術(shù)具有高對(duì)比度和高空間分辨率，對(duì)疾病的早期發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確診斷具有重要意義。多物理場(chǎng)耦合成像涉及多個(gè)物理場(chǎng)在人體組織內(nèi)的相互作用、弱信號(hào)的高靈敏測(cè)量、逆問題的快速求解、高對(duì)比度的圖像重建等問題，仍需要進(jìn)一步解決。多物理場(chǎng)耦合成像作為前沿、新興的方向，在機(jī)理探索和系統(tǒng)軟硬件實(shí)現(xiàn)及臨床應(yīng)用方面還存在許多問題亟須進(jìn)一步研究。

磁粒子成像原理圖

磁粒子成像作為新一代分子影像技術(shù)，具有探查疾病發(fā)展過程中細(xì)胞和分子水平異常的潛力。磁粒子成像具有高時(shí)空分辨率、高靈敏度、無掃描深度限制且無電離輻射等優(yōu)勢(shì)，目前已經(jīng)用于血管成像、細(xì)胞示蹤和腫瘤成像及靶向治療、藥物輸送等臨床前研究。相關(guān)研究國(guó)內(nèi)起步較晚，如何加速推進(jìn)成像算法的優(yōu)化、成像質(zhì)量的提升以及磁粒子成像系統(tǒng)的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)與國(guó)際水平并駕齊驅(qū)甚至趕超，依然有許多關(guān)鍵問題需要深入研究。

磁共振引導(dǎo)的高強(qiáng)度聚焦超聲消融系統(tǒng)

超聲聚焦消融技術(shù)與磁共振成像集成，磁共振成像用作將超聲束引導(dǎo)到腫瘤區(qū)域的指導(dǎo)，為醫(yī)生提供了實(shí)時(shí)的高質(zhì)量解剖學(xué)和生理學(xué)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)時(shí)空間信息指導(dǎo)，從而進(jìn)一步提高安全性和治療效果。

磁共振成像既可以完全無創(chuàng)傷地獲得清晰的解剖構(gòu)造和器質(zhì)性病變圖像，又可以獲得豐富的其他生理學(xué)信息，因此成為目前全球各大醫(yī)院的核心影像裝備。功能磁共振技術(shù)的出 現(xiàn)，使得直接、動(dòng)態(tài)觀測(cè)大腦認(rèn)知功能成為可能。除了醫(yī)學(xué)診斷之外，磁共振成像已成為神經(jīng)學(xué)、腦認(rèn)知科學(xué)基礎(chǔ)研究的必要裝備。我國(guó)目前已完全具備中低場(chǎng)磁共振成像系統(tǒng)的自主研發(fā)能力，在高場(chǎng)磁共振技術(shù)方面也在積極探索，深入調(diào)研磁共振成像的關(guān)鍵技術(shù)問題有助于其成像性能的進(jìn)一步提升，加速推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)。

腦電圖技術(shù)

腦電成像作為無創(chuàng)探測(cè)大腦電磁生理信號(hào)的腦功能檢測(cè)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于大腦復(fù)雜功能、治療腦疾病等方面的研究。腦電圖時(shí)間分辨率高，通過逆問題求解可提高其空間分辨率。近年來，國(guó)內(nèi)陸續(xù)推出高性能腦電采集系統(tǒng)，推動(dòng)腦電設(shè)備從單純依賴進(jìn)口進(jìn)入自主創(chuàng)新研發(fā)的新階段。目前腦電圖檢測(cè)技術(shù)在理論、算法、軟件、硬件和應(yīng)用系統(tǒng)等方面進(jìn)展迅速，如何繼續(xù)保持發(fā)展勢(shì)頭甚至趕超國(guó)際水平，依然存在很多關(guān)鍵問題亟須深入研究和探索。

工業(yè)電磁成像與生物醫(yī)學(xué)電磁成像的聯(lián)系

工業(yè)電磁成像發(fā)展日新月異，隨著工業(yè)應(yīng)用需求的增長(zhǎng)，信息科技與智能技術(shù)等迅速發(fā)展，相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)與方法也取得了許多新的突破。工業(yè)電磁成像中的新技術(shù)、新原理經(jīng)過延伸有望應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)電磁成像中，使得在傳統(tǒng)電磁成像基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)、新方法能夠反哺于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，為生物醫(yī)學(xué)電磁成像提供更優(yōu)的解決方法，促進(jìn)生物醫(yī)學(xué)電磁成像技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

生物醫(yī)學(xué)電磁成像發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告

王秋良 著

北京: 科學(xué)出版社, 2025.12

ISBN 978-7-03-081977-2

《生物醫(yī)學(xué)電磁成像發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》通過全面調(diào)研當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)電磁成像的發(fā)展趨勢(shì)，深入分析電阻抗成像、多物理場(chǎng)耦合成像、磁粒子成像、磁共振成像、腦電成像以及工業(yè)電磁成像的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)生物醫(yī)學(xué)電磁成像技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用提出建議，給出應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)研究方向，并指出需要扶持和鼓勵(lì)的薄弱方向，可作為政策制定的參考。本書將為提升人類的健康水平發(fā)揮智庫(kù)作用，引領(lǐng)生物醫(yī)學(xué)電磁成像乃至生物電磁學(xué)科快速健康發(fā)展。

本書得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)專項(xiàng)項(xiàng)目資助(項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)：52042702)。在本書的撰寫過程中，柯麗教授團(tuán)隊(duì)對(duì)第一章、劉國(guó)強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)對(duì)第二章、劉文中教授團(tuán)隊(duì)對(duì)第三章、楊文暉正高級(jí)工程師團(tuán)隊(duì)對(duì)第四章、徐桂芝教授團(tuán)隊(duì)對(duì)第五章、黃松嶺教授團(tuán)隊(duì)對(duì)第六章分別提供了研究資料，尹寧教授、王耀輝研究員對(duì)各章節(jié)進(jìn)行了整理和校對(duì)，在此一并表示感謝。

本文摘編自《生物醫(yī)學(xué)電磁成像發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》（王秋良著. 北京: 科學(xué)出版社, 2025.12）一書“前言”，有刪減修改，標(biāo)題為編所加。

ISBN 978-7-03-081977-2

責(zé)任編輯：徐京瑤

本書全面調(diào)研生物醫(yī)學(xué)電磁成像的發(fā)展趨勢(shì)，深入分析電阻抗成像、多物理場(chǎng)耦合成像、磁粒子成像、磁共振成像、腦電成像以及工業(yè)電磁成像的發(fā)展現(xiàn)狀，有針對(duì)性地提出能夠?yàn)榇龠M(jìn)生物醫(yī)學(xué)電磁成像技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究建議，給出應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)研究方向，并指出需要扶持和鼓勵(lì)的薄弱方向，可作為政策制定的參考。

本書可供電磁成像、光學(xué)工程等專業(yè)高年級(jí)本科生及研究生閱讀學(xué)習(xí)，也可以為從事醫(yī)學(xué)成像技術(shù)研究與應(yīng)用的技術(shù)人員提供參考。

（本文編輯： 劉四旦 ）

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