周欣|周欣：国产设备研发，坚持最重要( 二 )
随后，为鼓励科学家立足国家战略需求进行原创性和独创性的科学研究，国家自然科学基金委员会设立了国家重大科研仪器设备研制专项（部委推荐） 。2013年1月，周欣作为专项首席科学家牵头攻关国家重大仪器项目——“用于人体肺部重大疾病研究的磁共振成像仪器系统” 。
周欣发现，氙气是一种惰性气体，具有良好的生物惰性、脂溶性和化学位移敏感性，可以溶解在肺部血液和组织中，特别是在肺部气血交换功能中具有十分独特的优势 。经反复调研，他们最终选择氙气作为气体造影剂 。
然而，普通的氙气并不足以“点亮”肺部，关键是要将其“超极化”，即增强气体的信号强度，这也是整个研究的难点所在 。
“每个人身体里都有水，水分子中每个质子都有自旋，就像一个个微观的‘陀螺’ 。顺时针旋转的‘陀螺’，其自旋朝上；逆时针旋转的‘陀螺’，其自旋朝下 。一个向上和一个向下的自旋相互抵消了磁矩 。一般在约100万个质子自旋中，只有一个自旋真正贡献了磁信号，所以通常状态下质子磁信号十分微弱 。”周欣独辟蹊径开发出超极化气体磁共振技术，让微观世界原子核自旋的“陀螺”朝一个方向旋转，从而极大增强了气体磁信号，让肺部气体“可视”成为可能 。
同时，周欣团队还将磁共振发射和接收频率扩展至多种元素的原子核，实现了多核磁共振成像 。此外，通过结合人工智能及压缩感知欠采样技术，他们设计出用于人体肺部成像的自适应的高倍欠采样模式，将信号的动态采样速度在原有基础上提高至最大10倍，实现世界上最快的高分辨率人体肺部气体动态采样 。
从1个人到70人的团队，从“6块地板砖”到专门的实验室，周欣带领团队不负众望，实现了我国肺部气体磁共振技术从无到有的突破，有效解决了肺部结构和功能的无损、定量、可视化检测背后的科学难题，打破了国外的技术封锁，核心技术指标国际领先 。
坚持钻研 强国“有我”
周欣表示，医学仪器能够研制成功并为民所用，跟国家自然科学基金委员会个性化的项目指导是分不开的 。仪器项目涉及物理、化学、生物、医学等多专业的学科交叉研究，医学科学部每年度都会组织交流会，邀请不同领域的专家到会进行现场指导和研讨交流，并有针对性地邀请全国知名影像学专家和临床医生百余人到仪器研发测试现场指导，共同优化仪器的性能指标 。
近百年的科学发展历程表明，重大科学创新和研究领域的开辟，往往以科学仪器和技术手段上的突破为先导 。“现代科技的重大突破越来越依赖于先进的科学仪器，谁掌握了最先进的科学仪器研发技术，谁就掌握了科技发展的主动权 。”周欣说 。
上世纪90年代，周欣还是中国科学院武汉物理与数学研究所（精密院的前身）的研究生时，就意识到科学仪器的重要性 。当时，由于进口仪器价格昂贵，他们用的是老旧的磁共振仪器，仪器“罢工”是“家常便饭”，而请国外专家修理价格贵、等待时间长，于是周欣和所里的工程师就拿着说明书自己动手 。
“攻读博士学位的5年间，我基本都在修仪器和改造仪器功能 。”周欣说，在这个过程中，他学会了很多的技术和知识，对每个部件的功能、如何优化及仪器运行原理等有了深入理解 。
为了修复一台80MHz的旧磁共振波谱仪，周欣曾连续三天三夜没睡觉，修复过程达整整一年 。他付出的“代价”不止于此，到距离毕业答辩前两个月，周欣还没有发表一篇论文，而其他同学早在第3年、第4年就有了论文 。
令人意外的是，答辩前一个月，他连续3篇基于研发仪器的高水平论文刊发出来 。“可能发不了文章，但我当时坚信，能够学到一门技能保底 。这些经历告诉我坚持最重要，一旦突破了瓶颈，科学研究是肯定会出成果的 。”
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