吳丹 以磁共振成像技術(shù)，繪制生命健康藍(lán)圖

張惠清

5月4日，第27屆“中國(guó)青年五四獎(jiǎng)?wù)隆痹u(píng)選揭曉，浙江大學(xué)長(zhǎng)聘教授，生物醫(yī)學(xué)工程與儀器科學(xué)學(xué)院黨委委員、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系主任吳丹名列其中。

二十載孜孜以求，從以全專業(yè)第一名的成績(jī)從浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)畢業(yè)，到博士研究生畢業(yè)后成為國(guó)外頂級(jí)大學(xué)的“科研新星”，再到學(xué)成歸國(guó)成為針對(duì)人體的前沿磁共振成像技術(shù)研發(fā)專家，吳丹將滿腔熱情和聰明才智貢獻(xiàn)給我國(guó)科技創(chuàng)新事業(yè)。

她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在科研之路上奮勇拼搏，致力于前沿磁共振成像技術(shù)研發(fā)，從成像原理、成像序列、重建模型等方面提升了磁共振成像的分辨率、速度、對(duì)比度，實(shí)現(xiàn)成像尺度從宏觀到介觀到微觀的逐步突破，申請(qǐng)發(fā)明專利近20余項(xiàng)，科研成果被全球50多家機(jī)構(gòu)采用。

在頒獎(jiǎng)儀式現(xiàn)場(chǎng)，最讓吳丹動(dòng)容的，是往屆獲獎(jiǎng)?wù)叽淼母醒??！拔腋械搅藠^進(jìn)精神一代一代接續(xù)傳承，看到了在國(guó)家發(fā)展的不同階段，各行各業(yè)的年輕人都在人生最好的年華融入時(shí)代洪流之中，貢獻(xiàn)了自己的青春力量?！?/p>

作為為數(shù)不多獲此榮譽(yù)的高?？蒲泄ぷ髡?，吳丹深感責(zé)任重大，使命光榮。“未來(lái)，我將繼續(xù)提高磁共振領(lǐng)域科研水平，讓更多國(guó)產(chǎn)設(shè)備用上前沿技術(shù)，讓醫(yī)學(xué)成果惠及更多百姓，更好地服務(wù)于人民健康衛(wèi)生事業(yè)?！?h3>“當(dāng)初出去，就是為了能更好地回來(lái)”

1985年，吳丹出生于浙江省湖州市?！拔业母改付际瞧胀毠?，平常也會(huì)有比較多的時(shí)間陪伴在我身邊。父母對(duì)我的要求并不高，只希望我能夠快樂(lè)健康成長(zhǎng)。能在一個(gè)溫馨的家庭環(huán)境中長(zhǎng)大，我感到很幸福。”

對(duì)知識(shí)的渴求，來(lái)自于內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力。從小學(xué)到大學(xué)，吳丹是眾人眼中不折不扣的“學(xué)霸”。2009年，她以專業(yè)第一名的成績(jī)從浙江大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)畢業(yè)。決意在科研領(lǐng)域繼續(xù)深造的她，放棄多家企業(yè)遞來(lái)的“橄欖枝”，遠(yuǎn)赴美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)，攻讀碩士和博士學(xué)位。

在美國(guó)期間，吳丹醉心于學(xué)習(xí)與研究，曾獲得美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院的多次項(xiàng)目資助，在神經(jīng)影像分析方面，也撰寫出多篇專業(yè)性極強(qiáng)的論文。在約翰霍普金斯大學(xué)，取得博士生學(xué)位的平均年限是6年，她僅用3.5年就讀取博士學(xué)位，同時(shí)獲得該校電子與計(jì)算機(jī)工程碩士學(xué)位。

畢業(yè)一年后，吳丹以出色的科研成績(jī)擔(dān)任約翰霍普金斯大學(xué)助理教授，并成功主持美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院R01、R21、R03項(xiàng)目。按照她的科研能力和速度，再過(guò)不久，便可以正式升任為學(xué)院副教授。當(dāng)時(shí)，美國(guó)為了長(zhǎng)久留住這位來(lái)自大洋彼岸的優(yōu)秀人才，也為她個(gè)人撥出可觀的科研經(jīng)費(fèi)。

然而，2018年，吳丹在眾人不解的目光下，決定放棄美國(guó)成熟的研究室、完備的科研條件和豐厚的待遇，選擇回國(guó)發(fā)展。

對(duì)于這個(gè)選擇，吳丹說(shuō)：“當(dāng)初我出去，就是為了能夠更好地回來(lái)。一方面，我與母校浙江大學(xué)一直保持聯(lián)系，感受到母校對(duì)我回國(guó)發(fā)展的殷切期待；另一方面，當(dāng)時(shí)，磁共振成像領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)迎來(lái)了發(fā)展最快的上升期，這時(shí)候回到祖國(guó)，既能緊跟國(guó)家磁共振成像的前進(jìn)步伐，也能用實(shí)際行動(dòng)發(fā)揮我多年所學(xué)的最大價(jià)值，將個(gè)人發(fā)展和國(guó)家命運(yùn)融為一體。”

“我能感覺(jué)到我們的工作對(duì)于人民生命健康的意義”

2018年，33歲的吳丹再次回到久違的母校浙江大學(xué)。在這里，她著手建立新的科研室、新的科研團(tuán)隊(duì)，一切從新開始。

最初，吳丹的科研團(tuán)隊(duì)只有她一個(gè)人，從申請(qǐng)科研基金，到做實(shí)驗(yàn)、處理數(shù)據(jù)、寫文章等等，幾乎都是獨(dú)立完成?！斑@是一個(gè)創(chuàng)業(yè)的階段，那段時(shí)間備感壓力，也是咬咬牙走過(guò)來(lái)，直到團(tuán)隊(duì)漸漸成型，自己的科研也摸索到了一個(gè)適應(yīng)國(guó)內(nèi)科研環(huán)境的方式?！?/p>

回國(guó)后，吳丹調(diào)整了自己的科研方向——更注重與臨床醫(yī)學(xué)的結(jié)合。其中，她對(duì)胎兒和嬰幼兒腦疾病和腦發(fā)育的研究情有獨(dú)鐘，并創(chuàng)建中國(guó)第一個(gè)嬰兒腦圖譜，填補(bǔ)中國(guó)醫(yī)療科學(xué)界的空白。

“相較于超聲等儀器，磁共振技術(shù)具備無(wú)創(chuàng)無(wú)輻射的優(yōu)勢(shì)，并且能呈現(xiàn)大腦的多模態(tài)信息，因此能在胎兒和嬰幼兒等特殊人群中發(fā)揮獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。”吳丹說(shuō)，由于大腦最早發(fā)育是在還沒(méi)有出生的胎兒時(shí)期，而胎兒在媽媽肚子里處于不斷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)成像技術(shù)來(lái)說(shuō)是非常有挑戰(zhàn)性的，快速成像及偽影就起到了關(guān)鍵作用。為刻畫胎兒大腦的精細(xì)結(jié)構(gòu)，吳丹研發(fā)了新型磁共振成像序列，以“米粒雕花”的超高分辨率構(gòu)建大腦的時(shí)空發(fā)育圖譜。

她帶領(lǐng)科研小組從前端的成像技術(shù)和后端的圖像處理技術(shù)兩方面，對(duì)胎兒和嬰幼兒腦疾病和腦發(fā)育成像進(jìn)行探索。她從不抱怨科研的苦，習(xí)慣于將自己的努力與挫折輕描淡寫：“科研很多是從0到1的事情，失敗是最正常的?！痹谒磥?lái)，包括醫(yī)學(xué)影像在內(nèi)的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的發(fā)展需要一線科研工作者無(wú)數(shù)次失敗奠定成功的基礎(chǔ)，那些試錯(cuò)也將成為未來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，不斷將科學(xué)發(fā)展推向新的高度。

歷時(shí)5年，吳丹和團(tuán)隊(duì)開發(fā)出胎兒和嬰幼兒的成像和后處理技術(shù)，拓展了胎兒大腦成像的新領(lǐng)域，克服胎兒運(yùn)動(dòng)偽影強(qiáng)的難題，實(shí)現(xiàn)了胎兒大腦的彌散成像和早期發(fā)育研究。這些成像技術(shù)被全球多個(gè)實(shí)驗(yàn)室采用推廣，并推向臨床。

提到自己的工作，吳丹總是帶著一種使命感?！拔夷芨杏X(jué)到我們的工作對(duì)于人民生命健康的意義?！睍r(shí)至如今，吳丹已經(jīng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)了3D高分辨率彌散磁共振成像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高場(chǎng)下活體大腦0.1毫米和離體大腦0.03毫米的超高分辨率“活體顯微鏡”，帶領(lǐng)中國(guó)團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域奮起直追，在成像速度和空間分辨率上都達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。

“常規(guī)的磁共振影像分辨率大多只有1毫米，我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)的3D高分辨率彌散磁共振成像技術(shù)，讓磁共振影像的分辨率從以1毫米為單位精細(xì)到以0.1毫米為單位?！眳堑ふf(shuō)，這意味著科研工作者、臨床醫(yī)生能看到生物組織千分之一的細(xì)節(jié)，做出更準(zhǔn)確的判斷。

吳丹團(tuán)隊(duì)研發(fā)的基于彌散磁共振的微結(jié)構(gòu)成像方法，更是精準(zhǔn)重建細(xì)胞微結(jié)構(gòu)特征，建立了逼近病理金標(biāo)準(zhǔn)的“無(wú)創(chuàng)病理”診斷系統(tǒng)。這一系列成果實(shí)現(xiàn)了成像尺度從宏觀到介觀、甚至微觀的突破，引領(lǐng)國(guó)際磁共振技術(shù)前沿推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療影像產(chǎn)業(yè)升級(jí)的新裝置、新方法和新技術(shù)，也為我國(guó)腦科學(xué)發(fā)展提供了支撐。

“與中國(guó)磁共振成像技術(shù)同成長(zhǎng)”

回國(guó)5年，吳丹總是感慨我國(guó)的磁共振成像技術(shù)發(fā)展的篳路藍(lán)縷，從過(guò)去的國(guó)外壟斷到現(xiàn)在國(guó)內(nèi)約30%的磁共振設(shè)備為國(guó)產(chǎn)研發(fā)，凝結(jié)了千千萬(wàn)萬(wàn)科研工作者的心血，作為其中一員的她，正實(shí)現(xiàn)著當(dāng)初回國(guó)時(shí)的信念。

“我的成長(zhǎng)與國(guó)家磁共振成像產(chǎn)業(yè)的發(fā)展同頻共振?！睔w國(guó)這些年，吳丹的科研水平一直在提升，作為浙江省領(lǐng)軍型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)及浙江省“鯤鵬行動(dòng)計(jì)劃”團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家，她組建了50余人的科研團(tuán)隊(duì)，形成一支國(guó)內(nèi)領(lǐng)先、國(guó)際一流的磁共振影像團(tuán)隊(duì)，取得了一項(xiàng)項(xiàng)領(lǐng)先國(guó)際的科研成果。在越來(lái)越多優(yōu)秀科研工作者的支持下，吳丹看到了國(guó)際磁共振產(chǎn)業(yè)的格局已悄然變化，而她心心念念的中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)日漸成熟。

攀登科學(xué)高峰，需要一代代人傳承接力、接續(xù)奮斗。近年來(lái)，吳丹在科研領(lǐng)域開拓創(chuàng)新、銳意進(jìn)取的同時(shí)，也致力于培養(yǎng)青年學(xué)生，立德樹人?！皩W(xué)生在不同的階段要有不同的培養(yǎng)模式。本科是探索，找到感興趣的方向，培養(yǎng)良好的科學(xué)素養(yǎng)；而研究生階段，則分兩步，初級(jí)階段首先是培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力，包括我會(huì)多鼓勵(lì)他們?nèi)プ鰧?shí)驗(yàn)，積累經(jīng)驗(yàn)。而對(duì)研究生更高的要求，則是要有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力，尤其是找到別人沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，也就是在前期的積累后，具備獨(dú)立自主的科研能力?！?/p>

去年7月的一天，對(duì)磁共振方向感到好奇的本科生吳佳妮向吳丹透露了自己的興趣，當(dāng)時(shí)已是晚上8時(shí)多，身懷二胎的吳丹很快把吳佳妮約到自己辦公室，分享自己的經(jīng)驗(yàn)。技術(shù)開發(fā)怎么做、哪些課程需要看、什么東西需要學(xué)……這些本是博士生才能學(xué)習(xí)到的知識(shí)，那個(gè)夏夜，吳丹毫無(wú)保留把地自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)傾囊相授，并把自己手頭上的一些資料也給了吳佳妮。

“吳老師給了我信心，幫我真正找到了自己的方向?！苯衲戤厴I(yè)后，吳佳妮將前往吳丹曾任職的約翰霍普金斯大學(xué)深造，科研的接力棒，傳到了新一輩手上。

像吳佳妮這樣的學(xué)生并非個(gè)例。近5年，吳丹指導(dǎo)的本科生以第一作者發(fā)表期刊論文2篇，發(fā)表國(guó)際會(huì)議論文8篇，她指導(dǎo)的碩士生作為第一作者發(fā)表高水平期刊論文20余篇，作國(guó)際會(huì)議口頭報(bào)告20余次，申請(qǐng)發(fā)明專利14項(xiàng)；獲國(guó)際醫(yī)學(xué)磁共振年會(huì)金獎(jiǎng)6項(xiàng)、銀獎(jiǎng)5次……這一張張年輕的面孔，最終都會(huì)帶著為中國(guó)科研獻(xiàn)身的青衿之志，成為中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的“弄潮兒”。

習(xí)近平總書記曾指出，希望廣大科學(xué)家和科技工作者肩負(fù)起歷史責(zé)任，堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，不斷向科學(xué)技術(shù)廣度和深度進(jìn)軍。吳丹認(rèn)為，團(tuán)隊(duì)目前所作的工作，也契合了總書記的殷殷囑托?！敖窈螅覀儚氖麓殴舱耦I(lǐng)域科研工作，一方面要努力做到世界頂尖水平，同時(shí)也要與臨床緊密結(jié)合，與業(yè)界緊密結(jié)合，在努力實(shí)現(xiàn)個(gè)人理想的同時(shí)，為科技強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)力量?！眳堑ふf(shuō)。

責(zé)任編輯 華南