在科研里 許一片“丹”心
——記浙江大學(xué)研究員吳丹

□ 汲曉奇

吳丹在浙江大學(xué)3T磁共振平臺采集數(shù)據(jù)

2018年剛開始，吳丹就面臨著一個(gè)選擇：是回國發(fā)展還是留在美國？

她在美國待了近10年，曾以首席科學(xué)家身份主持美國國立衛(wèi)生研究院R01、R21、R03基金項(xiàng)目，并且可以升任全美排名前三的約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院副教授了。

與此同時(shí)，她入選了2018年的國家“青年千人”。更重要的是，她所從事的醫(yī)療影像科學(xué)是國內(nèi)近年來優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，屬于《中國制造2025》提出的107個(gè)優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，也是國家自然科學(xué)基金“十三五”發(fā)展規(guī)劃的跨科學(xué)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域之一，發(fā)展前景大好。

經(jīng)過一段時(shí)間的思考，吳丹決定回國?；貒螅瑓堑ぢ淠_于浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程及儀器科學(xué)學(xué)院。她就自身在磁共振影像方面的學(xué)術(shù)專長和知識儲備，以及在信息工程、數(shù)學(xué)、物理、醫(yī)學(xué)、生物等各領(lǐng)域的交叉背景，結(jié)合浙江大學(xué)已有的腦科學(xué)影像平臺，在磁共振成像技術(shù)及圖像處理技術(shù)兩大方向展開研究工作。在未來的幾年里，她計(jì)劃技術(shù)研發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)化兩手抓，爭取為提高國內(nèi)磁共振技術(shù)水平和振興民族磁共振產(chǎn)業(yè)開發(fā)做出積極貢獻(xiàn)。

科研路，“丹”心自有分寸

吳丹是一個(gè)名副其實(shí)的“學(xué)霸”，聰明勤奮、目標(biāo)明確、計(jì)劃性強(qiáng)，無論是學(xué)習(xí)還是工作，她對于自己要走的每一步都有著清晰的認(rèn)識和準(zhǔn)確的把握。

2009年，吳丹以專業(yè)第一的成績畢業(yè)于浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系。從本科時(shí)期，她就已經(jīng)明確了自己要走科研之路的想法，而出國也是她一直以來的規(guī)劃。大學(xué)畢業(yè)之后，她進(jìn)入美國約翰霍普金斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系（全美排名第一）深造。在約翰霍普金斯大學(xué)，吳丹先后完成了碩士與博士學(xué)位，并兼修了電氣與計(jì)算機(jī)工程專業(yè)。博士畢業(yè)后，吳丹在約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院相繼開展了博士后和副研究員的科研培訓(xùn)，由于成果突出，于2016年9月晉升為該校的終身教職系列助理教授。

吳丹的研究方向包括彌散磁共振成像序列研發(fā)、腦微觀結(jié)構(gòu)成像、多模態(tài)醫(yī)學(xué)影像分析及相關(guān)技術(shù)在臨床診斷和神經(jīng)科學(xué)中的應(yīng)用。2016年，吳丹以首席科學(xué)家身份獲得美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）R21課題資助，進(jìn)行胎兒大腦成像方法的研究。2018年，她以首席科學(xué)家身份獲得R01課題資助，基于彌散磁共振成像從微觀尺度研究生兒缺氧缺血腦病；同年，她再次以首席科學(xué)家身份獲得R03課題資助，通過基于腦圖譜的神經(jīng)影像分析方法研究阿爾茲海默癥。

截止到回國前，吳丹已經(jīng)在磁共振成像領(lǐng)域和醫(yī)學(xué)影像處理領(lǐng)域取得了很多成果并榮獲多項(xiàng)榮譽(yù)和獎(jiǎng)勵(lì)，她在NeuroImage、Magnetic Resonance in Medicine、Human Brain Mapping等影像領(lǐng)域頂級期刊發(fā)表了SCI論文30余篇（其中第一作者論文20余篇、通訊作者4篇），國際會議論文37篇，國際大會口頭報(bào)告10余次；申請美國專利3項(xiàng)。獲得的榮譽(yù)包括國際磁共振協(xié)會（ISMRM）青年會士稱號，這是該領(lǐng)域青年科學(xué)家最高榮譽(yù)，以及ISMRM卓越論文獎(jiǎng)5次、霍華德休斯研究所（HHMI）國際學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金、約翰霍普金斯大學(xué)磁共振影像系年度最佳科研獎(jiǎng)等。

2018年2月，吳丹放棄晉升美國約翰霍普金斯大學(xué)副教授的機(jī)會回到祖國。被問及為什么會選擇回國時(shí)，她這樣說道：“我的初衷就是在美國學(xué)到一些知識技術(shù)后就回國發(fā)展，只不過是選擇在怎樣的時(shí)間點(diǎn)回國而已。目前，國內(nèi)磁共振領(lǐng)域處于快速上升的發(fā)展期，我認(rèn)為自己應(yīng)該順應(yīng)國家發(fā)展潮流，在國內(nèi)做出一些成果，為我國的磁共振領(lǐng)域貢獻(xiàn)一份力量，這對我自己也是一個(gè)很好的機(jī)會?！?/p>

如今，剛剛回國的吳丹正在適應(yīng)國內(nèi)的研究環(huán)境與工作節(jié)奏，相關(guān)研究工作正在鋪展開來。她說，目前國內(nèi)有關(guān)胎兒及嬰幼兒磁共振成像的研究處于剛剛發(fā)展的階段，她希望自己能在這方面有所突破。與此同時(shí)，吳丹作為約翰霍普金斯大學(xué)的兼職助理教授，仍與美國合作方保持緊密聯(lián)系，優(yōu)勢互補(bǔ)，互惠互益。

成果豐，萬丈高樓平地起

磁共振成像作為一種無創(chuàng)傷性的醫(yī)療影像技術(shù)，由于其對腦組織的成像效果突出，被廣泛用于腦部疾病的檢測。吳丹所研究的磁共振彌散成像技術(shù)，是通過探測水分子彌散現(xiàn)象重建大腦的微觀結(jié)構(gòu)信息和腦連接網(wǎng)絡(luò)。吳丹在磁共振彌散成像的序列設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了大量工作。她在超高場布魯克成像系統(tǒng)上自主開發(fā)了三維高分辨率彌散成像掃描序列，并進(jìn)一步發(fā)展了Navigator技術(shù)和小視野快速成像減小運(yùn)動(dòng)偽影和實(shí)現(xiàn)快速成像?；谶@些工作，她不僅提高了彌散成像的分辨率，實(shí)現(xiàn)了腦神經(jīng)回路重建，還開拓了胎兒大腦成像的新領(lǐng)域，克服了胎兒運(yùn)動(dòng)偽影強(qiáng)的難題，成功實(shí)現(xiàn)了胎兒大腦的彌散成像和早期發(fā)育研究。目前這些成像序列被全球多個(gè)實(shí)驗(yàn)室采用推廣。近期，吳丹回到浙江大學(xué)以后已成功將這些關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)化到了適用于臨床的3T成像系統(tǒng)，并與醫(yī)院積極合作，把這些技術(shù)推向臨床。

吳丹的另一研究方向是基于磁共振腦圖譜的神經(jīng)影像分析技術(shù)。基于她在約翰霍普金斯大學(xué)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的大型腦圖譜數(shù)據(jù)庫，吳丹發(fā)展了多種新穎的算法，實(shí)現(xiàn)圖像分割、病灶檢測、與輔助診斷等功能，并將其應(yīng)用于神經(jīng)性退行性疾病。更重要的是，該團(tuán)隊(duì)通過云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)平臺，將算法轉(zhuǎn)化為在線處理工具，真正服務(wù)于臨床科研。

雖然這種算法在成年人的腦影像處理中已發(fā)展相對成熟，但是無法在嬰幼兒上直接應(yīng)用。這是由于0～1歲的嬰兒大腦成像對比度弱、動(dòng)態(tài)變化大等特點(diǎn)，傳統(tǒng)圖像分析方法的準(zhǔn)確度受到限制。吳丹期望可以建立中國的嬰兒腦圖譜庫，實(shí)現(xiàn)對嬰兒大腦的準(zhǔn)確分割以及在此基礎(chǔ)上預(yù)測患兒神經(jīng)系統(tǒng)功能的發(fā)展，輔助出生缺陷的精確診斷、早期治療。針對這些問題，吳丹回國后申請了國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目“基于多模態(tài)磁共振腦圖譜庫的嬰兒大腦量化分析方法研究”。剛剛回國就獲得了國家自然科學(xué)基金的支持，吳丹坦言，聽到這一消息時(shí)她非常開心，因?yàn)檫@是對她科研能力的一種肯定和認(rèn)可。而這一項(xiàng)目的成功申報(bào)與順利開展都立足于她前期所做的科研工作。

回首看，感恩永存心間

在工作中理智果斷的吳丹在生活中其實(shí)是個(gè)非常感性的人，談起這一路走來對她有過幫助的人，吳丹的聲音里透著滿滿的感動(dòng)與感恩。

她說：“我本科時(shí)的導(dǎo)師封洲燕教授，給了我很大的觸動(dòng)，她非常敬業(yè)，真的是兢兢業(yè)業(yè)、一心撲在科研上，這是我做科研的一個(gè)起點(diǎn)。我覺得我很幸運(yùn)，到了美國的博士課題老師Zhang Jiangyang教授也非常好，每天都會跟我交流，手把手地教我。到后來，我可以慢慢獨(dú)立做一些工作后，他就鼓勵(lì)我發(fā)揮主觀能動(dòng)性，放手讓我去做，為我尋找嶄露頭角的機(jī)會。對我來說，他不僅是恩師也是很好的朋友，在學(xué)業(yè)和生活上給了我太多幫助和感動(dòng)。我的博士后導(dǎo)師Susumu Mori教授亦是如此，他目前定期訪問浙江大學(xué)，一直關(guān)注著我的成長?！?/p>

因?yàn)槭苓@些老師影響，吳丹從一開始就堅(jiān)定了自己的科研之路，從來沒有想過放棄。如今回到國內(nèi)，她希望自己也能像這些老師一樣去培育學(xué)生，幫助學(xué)生們成為合格的科研者。目前，她的團(tuán)隊(duì)正在積極吸納對磁共振影像感興趣的碩博生、博士后、科研助理，希望在未來5年里建成一個(gè)有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的科研團(tuán)隊(duì)。

天東扶木三千丈，一片“丹”心似許長。作為一名青年科研者，吳丹從博士畢業(yè)到如今也不過才短短3年。在國內(nèi)磁共振成像的快車道上，屬于她的科研之路才剛剛開始。