2023-10-18
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徕斯医疗
“神经影像研究中磁共振技术是新兴前沿技术，在非人灵长类疾病模型与高级脑功能研究中具有广阔的应用前景。”中国科学院昆明动物研究所所长姚永刚在3月25日，神经影像研究学术研讨会暨磁共振应用研讨会上表示，期望通过学科交叉合作与交流碰撞，推动模式动物表型与遗传研究国家重大科技基础设施（灵长类设施）发挥更好的科技支撑作用。
中国科学院昆明动物研究所所长姚永刚
该项目是《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》“十二五”时期建设重点项目之一，旨在打造引领非人灵长类科研发展的国际合作基地，实现原创性重大理论和核心关键技术突破。此次正式开机投入使用的联影医疗uMR NX 3.0T磁共振成像系统，将作为科研设施一部分，面向国家重大需求和学科前沿发展，支撑以灵长类动物为模型开展的脑科学、疾病机理与药物研发等前沿领域的研究，服务国家相关重大研究计划，推动生物医药大健康产业发展与区域性科学中心建设。
联影医疗磁共振uMR NX开机仪式
“灵长类动物具有与人类高度相似的组织器官结构、生理代谢、遗传组成和行为认知功能，已成为研究人类疾病，尤其是神经系统、脑血管疾病和传染性疾病的理想动物模型。”姚永刚表示，“国产科研设备和进口设备相比，最大的优势在于可定制化。要发挥好国产设备的科研支撑作用，需要从项目本身出发，根据科研需求进行定制化创新，从而更好地支撑科研和产业发展，最终实现在临床医学的应用。如果脱离了科研项目的驱动，也是做不好设备性能提升的。我们的灵长类设施作为国家重大科技基础设施，为国产设备提供了高端的应用平台，也将为相关设备的测试与制造能力提升提供极好的机会。”联影医疗董事长兼联席首席执行官张强表示：“动物研究对磁共振设备提出了很高的要求，很荣幸国产设备能正式参与国家重大科技基础设施建设，提供定制化创新服务，助力产出更多原创科研成果。我们也期待依托国家重大科技基础设施，在以灵长类动物为模型开展的脑科学、神经影像学和疾病机理研究等方面取得更多原创性科研成果和关键技术突破。”
发挥好国产设备的医学科研支撑作用
基于联影医疗高端科研型医疗装备3.0T磁共振系统，海南大学生物医学工程学院、北京大学前沿交叉学科研究院、心理与认知科学学院、IDG麦戈文脑科学研究所王征实验室的研究论文“猕猴MRI衍生皮层形态的全脑和细胞特异性转录组学研究”，于3月17日发布在国际权威学术期刊《自然•通讯》（Nature Communications），将影像学与遗传学在大样本跨模态数据的基础上完美融合，为解析人类大脑结构和功能遗传基础开辟了新的道路。
借助对动物大脑的研究，能够帮助我们更好探索人类大脑的奥秘，认识大脑的发育和衰老机制，还能为探寻阿尔茨海默症、自闭症、抑郁症等脑疾病机理开辟全新的「路线图」。大脑研究最理想的动物模型是与人类基因相似度高达97.5%的猕猴，在其身上得到的研究成果能够非常有效地「复制」到人类自身。可以说，利用猕猴建立脑图谱、脑疾病模型，是脑科学领域跨越基础和临床研究之间必要的、甚至唯一的「桥梁」。
北京大学心理与认知科学学院、麦戈文脑科学研究所、北大-清华生命科学联合中心研究员王征
灵长类动物研究对于磁共振设备的硬件和软件都提出了更高需求。王征表示，猕猴的脑部比人类小很多，因此对成像系统的精密度和清晰度要求都更高。同时猕猴脑内的空腔较多，类似于空气与人体组织交界的部位会导致严重的磁场不均匀，这也是磁共振显像难度最高的位置，需要配备专门适用于猕猴大脑成像的磁共振线圈以及相应的软件。
中国科学院昆明动物研究所和联影医疗合作定制猕猴头部立体定位仪及12通道专用成像线圈，填补了国产科研线圈领域空白，能够更好适配猕猴头部结构，极大提升了成像精准度。
中国科学院昆明动物研究所与联影医疗合作定制的12通道猴脑专用成像线圈
产学研融合定制清醒猴磁共振线圈，填补科研线圈领域空白
此外，联影医疗还携手顶尖科研机构开展一系列定制化科研创新项目，携手中国科学院生物物理研究所、中国科学院昆明动物研究所打造针对清醒猴扫描的特制线圈。由于使用磁共振兼容材料固定动物头部、扫描动物需要特制线圈和扫描序列等各方面的困难，实现清醒猴功能磁共振成像在国际上是一项很难的技术挑战。
然而，有一些科研实验必须需要动物在清醒状态下进行。比如，在动物执行特定任务时，观察其脑活动的改变，进而研究动物相关功能（如学习、记忆、情绪、决策等）的神经环路以及其在发育、疾病、调控等过程中的变化等。
在清醒猴上进行脑功能磁共振成像，将为我国学者基于清醒猴的脑科学与脑疾病研究提供新型有效的实验手段，有助于建立和加强我国非人灵长类研究方面的优势，为脑科学基础研究和转化医学研究产生突破性成果创造条件。
作为项目主要参与者，中国科学院生物物理研究所研究员刘宁介绍，在针对清醒猕猴的研究中，我们首先要解决的问题是猕猴的固定问题，它们无法像人类一样按照要求保持不动，它们的头部，特别是身体的运动，会严重影响扫描的精度和成像效果。同时，猕猴的大脑与人脑相比小很多，我们需要使用更高的空间分辨率来进行成像，也就是需要成像设备的性能更优。
刘宁谈到，“我们要根据动物颅骨的形态进行线圈设计，使得线圈尽可能地贴近大脑，以便获得最佳的成像信号，同时避让眼睛、耳朵等功能性部位。在成像设备的改进上，因为动物需要以与人类仰躺位不同的蹲坐姿态进入到设备中，我们要调整设备，让猕猴头部能够处于最佳成像区，保证成像质量达到最优。”
“总体来说，非人灵长类研究的磁共振市场相对较小，整个技术研发想实现定制化是非常难的，适用于常规研究的通用型线圈也比较少。”她表示，“所以我们希望能够有更加适合非人灵长类研究的定制化线圈，来提高成像质量。”
