让肺部“亮”起来：科学家如何把黑白影像变彩色？

你有没有想过，为什么医学影像里肺部总是黑乎乎一片？传统的X光、CT甚至核磁共振（MRI）拍出来的肺部，就像一张黑白底片，只能看清轮廓，却看不到里面的细节。但就在2020年1月22日，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院的周欣团队，成功研发出一种“超极化气体核磁共振成像”技术，让肺部影像从黑白变成了彩色！ 为什么肺部成像这么难？因为正常的肺里充满了空气，而空气的密度太低，在常规MRI中几乎“隐身”。就像你对着空瓶子拍照，什么也看不见。但周欣团队想到了一个绝妙的办法——给吸入肺里的氙气“加能量”。他们用激光先让氙气原子核像一个个小磁铁一样整齐排列（这叫“超极化”），然后让受检者吸入这种“超级氙气”，再进行MRI扫描。这时，氙气就像发光的颜料，把肺泡壁、通气管道甚至气体交换过程都清晰地显影出来，而且不同功能的区域还能用不同颜色表示——这就是“彩色肺影像”的奥秘。 从2008年开始，周欣团队就盯上了这个“硬骨头”。他们先后攻克了如何安全地超极化氙气、如何让气体在肺内均匀分布、如何快速扫描等一系列难题。直到2019年底，他们终于完成了首例人体试验——一位志愿者吸入了超极化氙气后，屏幕上出现了彩色的肺：红色代表通气顺畅，蓝色代表通气障碍，黄绿色代表气体潴留……连科学家自己都惊呼“太清晰了”！ 这项技术不只是一项科学突破，更可能改变医生对肺部疾病的诊断方式。慢性阻塞性肺疾病、哮喘、肺纤维化、甚至新冠肺炎后遗症的肺部损伤，过去只能通过肺功能测试间接判断，现在却能“亲眼看到”病变位置和严重程度。而且它没有辐射，可以反复检查。 不过，目前这项技术还处于科研和临床验证阶段，离大规模应用还有距离。比如，一台超极化气体MRI设备价格高昂，操作也需要专门培训。但正如周欣所说：“从黑白到彩色，我们只走了第一步。”未来，或许每个医院都能拥有这种“透视眼”，让肺部疾病无处遁形。