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王秋良：《5大成像技术深度与展望》

来源： 名家讲堂 日期：2026-11-09 点击：773 属于：大咖观点

作者：王秋良（中国科学院院士，中国科学院电工研究所研究员）

随着全球老龄化问题日益加剧，我国医药卫生事业面临极大的挑战和机遇，如何实现从“治已病”向“治未病”的转变，是建设健康中国道路上亟待解决的关键问题。生物医学电磁成像以生命体健康状况的检测与评价为目标，其激励、检测手段与电磁直接相关，包含生命信息获取、处理以及显示的方法和技术。与传统医学成像相比，生物医学电磁成像作为一种功能成像，可在重大疾病早期筛查诊断、治疗过程监测以及疗效评价等方面发挥重要作用。发展各种新型电磁成像技术可以满足在新时期应对重大疾病挑战的迫切需求。

一、电阻抗成像

以生物电磁特性为成像参数，由于在生物组织病变过程或治疗过程中电磁特性参数变化早于结构变化，电阻抗成像在疾病早发现、早治疗方面具有显著优势。我国在电阻抗成像的部分方向上取得了一批具有国际影响力和临床应用潜力的研究成果，与发达国家处于同一起跑线，这为我国医疗器械产业自主振兴提供了良机。在该领域加大投入，有利于形成拥有自主知识产权的核心技术，打破进口垄断，降低医疗费用，提高产业竞争力。在磁共振成像、正电子发射断层成像、计算机断层扫描等主流成像技术占据主导地位的现状下，电阻抗成像作为新兴的前沿影像学技术，如何获取学术界、医学界的认可是当前面临的主要问题和挑战。
随着未来健康医学模式变化，生物医学电磁成像由单一电磁场成像发展为电磁场与其他物理场耦合成像，成像对象由组织器官向细胞分子发展。多物理场耦合成像技术具有高对比度和高空间分辨率，对疾病的早期发现和准确诊断具有重要意义。多物理场耦合成像涉及多个物理场在人体组织内的相互作用、弱信号的高灵敏测量、逆问题的快速求解、高对比度的图像重建等问题，仍需要进一步解决。多物理场耦合成像作为前沿、新兴的方向，在机理探索和系统软硬件实现及临床应用方面还存在许多问题亟须进一步研究。

二、磁粒子成像

作为新一代分子影像技术，具有探查疾病发展过程中细胞和分子水平异常的潜力。磁粒子成像具有高时空分辨率、高灵敏度、无扫描深度限制且无电离辐射等优势，目前已经用于血管成像、细胞示踪和肿瘤成像及靶向治疗、药物输送等临床前研究。相关研究国内起步较晚，如何加速推进成像算法的优化、成像质量的提升以及磁粒子成像系统的开发，实现与国际水平并驾齐驱甚至赶超，依然有许多关键问题需要深入研究。

三、磁共振成像

既可以完全无创伤地获得清晰的解剖构造和器质性病变图像，又可以获得丰富的其他生理学信息，因此成为目前全球各大医院的核心影像装备。功能磁共振技术的出现，使得直接、动态观测大脑认知功能成为可能。除了医学诊断之外，磁共振成像已成为神经学、脑认知科学基础研究的必要装备。我国目前已完全具备中低场磁共振成像系统的自主研发能力，在高场磁共振技术方面也在积极探索，深入调研磁共振成像的关键技术问题有助于其成像性能的进一步提升，加速推进相关产品的研发。

四、脑电成像

作为无创探测大脑电磁生理信号的脑功能检测技术，被广泛应用于大脑复杂功能、治疗脑疾病等方面的研究。脑电图时间分辨率高，通过逆问题求解可提高其空间分辨率。近年来，国内陆续推出高性能脑电采集系统，推动脑电设备从单纯依赖进口进入自主创新研发的新阶段。目前脑电图检测技术在理论、算法、软件、硬件和应用系统等方面进展迅速，如何继续保持发展势头甚至赶超国际水平，依然存在很多关键问题亟须深入研究和探索。

五、工业电磁成像

工业电磁成像发展日新月异，随着工业应用需求的增长，信息科技与智能技术等迅速发展，相关关键技术与方法也取得了许多新的突破。工业电磁成像中的新技术、新原理经过延伸有望应用于生物医学电磁成像中，使得在传统电磁成像基础上发展起来的新技术、新方法能够反哺于生物医学应用，为生物医学电磁成像提供更优的解决方法，促进生物医学电磁成像技术的进一步发展。

作者介绍：

王秋良：中国科学院院士，中国科学院电工研究所研究员、博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，入选国家高层次人才特殊支持计划。王秋良院士长期致力于强电磁装备基础理论与工程技术的研究。在强电磁装备构造理论、设计方法与成套技术研究等方面取得了系统性、创造性成果，为我国强电磁装备发展做出了重要贡献。先后承担多项国家自然科学基金、863高技术计划、973基础研究计划、科技部支撑计划，财政部重大专项、重大国际合作以及横向等项目，兼任国家大科学工程“稳态强磁场”一级课题负责人；获国家发明专利 78项，授权专利35项；先后在国内外期刊上发表论文共233篇，其中SCI收录有92篇，EI收录有123，CSCD收录62篇。先后获得国家技术发明二等奖2项、国家科技进步二等奖1项、省部级一等奖4项和何梁何利科学与技术进步奖等多项荣誉。

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