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解码“零磁”黑科技:中国首台儿童脑磁成像设备如何照亮大脑发育之谜——从量子传感技术到临床医学的“中国式创新”

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会议现场


3月4日,我院与首都医科大学附属北京儿童医院“联合研究与应用中心”签约与揭牌仪式在首都医科大学附属北京儿童医院圆满举行。中国科学院院士,北航校学术委员会主任,极弱磁场国家重大科技基础设施首席科学家房建成,国家儿童医学中心、首都医科大学附属北京儿童医院院长倪鑫、党委书记张国君以及首都医科大学附属北京儿童医院、北航大科学装置研究院、杭州零磁医疗设备有限公司和我院的有关领导,专家及青年学者参加会议。


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双方签署战略合作协议


       我院常务副院长郑世强和首都医科大学附属北京儿童医院党委委员、副院长赵成松代表双方签署了战略合作协议。


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儿童零磁医学联合研究与应用中心揭牌仪式


     房建成院士、倪鑫院长、张国君书记以及我院翁海娜院长共同为“儿童零磁医学联合研究与应用中心”揭牌。


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体验脑磁成像设备


    在北京儿童医院一间看似普通的实验室里,一场无声的科技革命正在上演:小女孩静静坐在检测台上,一组由量子传感器编织的“智慧之网”正以几十万亿分之一特斯拉的灵敏度,捕捉着其大脑神经元传递的微弱磁场信号。这标志着我国自主研发的首台用于儿童脑发育评估研究的高端脑磁成像设备在国家儿童医学中心、北京儿童医院正式投入运行!在全球儿童脑科学领域画下浓墨重彩的“中国坐标”。



一、突破“看不见的磁场”:量子技术打开脑科学新视窗

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芯片化SERF原子磁强计及心磁、脑磁成像设备


     传统医学影像技术虽能照亮组织结构,却无法观测组织功能。新型心脑磁成像设备依托杭州极弱磁大科学装置,创造了比地球磁场弱10亿倍的“量子观测舱”,能捕捉到仅相当于地磁场十亿分之一的心脑磁信号。这项尖端科技是基于空天应用中的量子精密磁场测量技术,研发出了芯片化SERF原子磁强计。在此基础上,又继续开展工程化探索,将量子精密磁场测量技术应用于生命科学与医学领域,发现量子精密磁场测量技术在心、脑血管重大疾病研究和早期诊断中的重要价值,自主研发成功国际首创的心磁、脑磁等系列零磁医疗设备,有望实现心梗、脑梗、肿瘤等重大疾病的早诊早治。目前,以心磁、脑磁为代表的零磁医疗设备已交付7省市26家医院41台设备投入研究与验证工作,一年多时间采集了超10万例临床数据,取得了重大进展。



二、破解“成长黑箱”:为儿童脑发育绘制动态地图


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北京儿童医院零磁设备室合影


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脑磁成像设备


       我国2-15岁约2500万儿童存在多动症等问题,早期科学干预对儿童成长至关重要,迫切需要对儿童脑发育机理及治疗手段开展相关研究。脑磁成像设备就像给大脑装上了超高清摄像机,利用脑磁功能信息为儿童脑发育评估提供客观手段,对脑血管病和脑功能疾病进行临床评估与早期预测。此次放置于北京儿童医院的脑磁成像科研装置可实现对大脑时空特性的动态监测,兼具高时间分辨率、高空间分辨率、超高灵敏度特性、无创伤、快速检测等优点,可用于儿童脑发育异常或神经系统疾病的诊断与评估,是儿童脑发育评估的理想工具,尤其适合儿童使用,避免了传统检测可能带来的不适。


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国家儿童医学中心、首都医科大学附属北京儿童医院院长倪鑫致辞


       倪鑫院长表示,“儿童零磁医学联合研究与应用中心”的成立标志着我国儿科医学与前沿磁科学交叉融合发展开启新篇章,依托国际领先的脑磁科研装备,将系统性提升儿童脑发育评估与疾病机理研究水平,聚焦自闭症、多动症等儿童神经精神疾病诊疗瓶颈,突破性提升临床诊断精准度,对于推动儿科医学高质量发展具有里程碑意义。



三、破局儿童脑发育评估:全球首台高端科研型儿童脑磁设备开辟精准医疗“新赛道”


      由中国科学院院士,北航校学术委员会主任,极弱磁场国家重大科技基础设施首席科学家房建成领衔的跨学科团队,开创了“前沿物理—医工交叉—临床转化”的创新范式。


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房建成院士作专题学术报告


       房建成院士在《极弱磁医学成像技术赋能人民生命健康高质量发展》专题学术报告中讲到,传统成人检测技术受限于儿童生理特性与发育差异,难以满足儿童脑功能精准评估需求,脑磁成像设备为儿童疾病研究提供了极端弱磁环境下的精准检测手段,为儿童生长发育评估提供了客观依据,有望在神经发育障碍等儿科疑难病症的早期诊断中取得突破,更为脑科学研究和临床转化开辟全新机遇,助力儿童脑健康领域迈向精准化、前瞻性诊疗时代。在心脑磁成像领域,正加速构建自主参数表征体系与行业标准,推动技术临床转化规范化发展。下一步将持续扩大数据采集量,加快在体检筛查中大范围应用,构建具有中国人群特征的心脑磁成像大数据库,提高全民健康管理水平。



四、未来已来:构建儿童脑健康的“中国方案”

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未来布局


       展望未来,全国首台儿童脑发育脑磁成像设备的落地,是研究院面向国家“脑科学与类脑研究”战略布局的关键突破,更是零磁医学装备自主创新的里程碑进展。此次与首都医科大学附属北京儿童医院的联合,正在重新定义全球儿童生长发育评估标准和神经疾病诊疗标准,让"早发现、早干预"的儿童健康守护梦想照进现实。


       国家及浙江省市区高度重视、大力支持零磁医疗装备产业化工作,研究院承担了工业和信息化部、国家卫健委高端医疗装备推广应用项目,为发展新质生产力、培育未来产业打下坚实基础。未来,随着零磁医疗装备研发成本不断降低、覆盖面也将不断扩大,到2028年将在20省市超100家机构布局近1000台设备,采集20-100万数据,有组织的在全国开展更大范围应用示范,最终实现零磁医疗装备“进医院、进社区、进家庭”,成为守护全民健康的重要工具,让科技真正惠及每一个家庭,为人民生命健康筑起坚实的防线。



首都医科大学附属北京儿童医院


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首都医科大学附属北京儿童医院


       国家儿童医学中心、首都医科大学附属北京儿童医院是集医疗、科研、教学、保健于一体的三级甲等综合性儿科医院,前身是我国现代儿科学奠基人诸福棠院士于1942年创办的北平私立儿童医院。医院总占地面积7万平方米,建筑面积12万平方米,编制病床970张,年均门诊量约300万人次,住院病人8万余人次,手术逾2.6万例。


       医院技术力量雄厚。拥有国家级重点学科儿科学,国家儿童肿瘤监测中心、国家呼吸系统疾病临床医学研究中心、国家中西医协同旗舰医院试点单位等12个国家级平台,10个国家临床重点专科,7个北京市重点实验室,4个北京市级研究平台以及16个市级医疗中心。医院设有疑难罕见病例会诊中心和远程会诊中心,儿科疑难重症疾病的诊断治疗水平居国内领先地位,是中华医学会儿科学分会、儿外科分会,中国医师协会小儿外科医师分会,中华护理学会儿科专业委员会主任委员单位。