上科大生物医学工程学院婴幼儿脑发育影像实验室在联影医疗3.0T磁共振uMR 890上采集儿童志愿者脑影像

近期，国家科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目首批项目开题，正式开启最前沿科学领域的探索攻坚。其中，由上海科技大学生物医学工程学院创始院长沈定刚教授指导的“婴幼儿脑发育队列” 重大项目与“上海科技大学-儿童青少年发育队列建设子课题”于近日正式开题。项目将基于联影医疗最新科研型3.0T磁共振系统，进行涵盖婴幼儿和儿童青少年这两个重要年龄段的脑智发育研究；与此同时，通过“产学研医”协同攻坚核心技术，推动国产科研大装备产业突围与发展。

绘制中国首个婴幼儿动态脑图谱和发育轨迹

“十四五”规划中，“脑科学”被列为国家战略性前沿科技与研究方向。2021年，体现国家层面脑科学研究布局的科技创新2030—“脑科学与类脑研究“重大项目正式启动，儿童青少年脑智发育是其中首批涵盖的五个方面之一。

此次开题的“婴幼儿脑发育队列”项目，由上科大生物医学工程学院研究员、婴幼儿脑发育影像实验室主任张寒教授牵头。项目将建设中国首个0-6岁正常发育婴幼儿聚合交叉大队列，并开展前沿技术和发育机制研究。

“根据世界卫生组织《全球疾病负担研究》显示，5岁以下婴幼儿中每49.5人就有1人患有脑相关疾病，如自闭症、多动症、发育障碍，在中国，早产儿筛查异常率高达18%。精准的测量和分析婴幼儿早期脑发育图谱和发育轨迹，可为早期识别诊断甚至治疗婴幼儿相关疾病提供关键依据。”张寒介绍。

同期开题的“儿童青少年发育队列建设子课题”由上科大生物医学工程学院研究员、助理院长王乾教授负责。王乾称，提升儿童青少年学习能力和基础教育质量，解决这一群体日益突出的认知与情绪问题事关重大，开展针对这一群体的脑智发育规律的深入研究紧迫而重要，“这一发育队列将与我们牵头的一项0-6岁婴幼儿队列紧密衔接，形成覆盖0-18岁、贯穿脑智发育的研究目标和方案。”

产学研医融合创新，推动科研大装备国产化

两个项目中，上海科技大学不仅将与复旦大学附属儿科医院、上海师范大学、西安交通大学、上海大学等机构合作，还将携手我国高端医疗装备领域龙头企业上海联影医疗科技股份有限公司和致力于智能影像技术研发的上海联影智能医疗科技有限公司，共同开发适用于脑智发育研究的智能化、高性能的设备和平台。

“与成年人发育成熟的大脑不同，新生儿出生第一年大脑发育速度极快，大脑容量和解剖特征快速变化。这对数据采集、成像技术和数据分析技术均提出更高要求。此前相关研究中所使用的基于成人大脑的技术对婴幼儿大脑图像的适用性有限。”张寒介绍。

上科大引入联影医疗最高端科研型3.0T磁共振uMR 890，并即将安装联影医疗超高场5.0T磁共振uMR Jupiter。

“新生儿易动，无法忍耐磁共振的噪声和长时间扫描，往往只有在睡眠状态才有可能采集到高质量的数据。联影医疗磁共振系统搭载了人工智能辅助的压缩感知技术ACS，不仅图像高清，还可将扫描时间节省约44%，脑结构成像噪声降低约28-34%，极大提高了婴幼儿脑影像数据采集效率和成像质量。”张寒介绍，“我们将继续联合联影医疗攻克一系列关键技术，产研医三方一起解决技术难题。”

此次项目的开展不仅对认识脑、预防脑疾病等具有重要意义，对国产医学影像装备产业的自主可控与领先发展同样意义重大。“我们首次使用国产高端磁共振来做中国脑计划的课题研究。众所周知，技术的发展与前沿科学研究的进步相辅相成。尤其在国家重大前沿科研项目中，我们既要研究解决脑科学领域的众多科学问题，也应以此带动国内相关技术和产业的发展。”沈定刚同时谈到，“自主创新之路从来不易，希望通过我们的研究，不仅能够在脑科学领域取得激动人心的发现，还能为国产科研大装备实现核心关键技术的自主可控提供契机，更大范围地推动产业发展、惠及国计民生。”

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