北航房建成院士：揭秘人体磁场“探测器”

近日

《中国经济大讲堂》邀请

北京航空航天大学教授

中国科学院院士 房建成

为大家深度解读

“极弱磁场”的科学世界

探寻“量子精密磁场测量技术”

看“心病”的奥秘

从心脑磁测量设备的研制到临床应用

房建成院士带大家深入了解

这一神奇的 人体磁场“探测器”

和未来 零磁医学 的发展

跟着小萱一起来看——

在 没有磁场 的环境里

会有什么样的科学发现？

房院士在北航研究陀螺仪

他说 磁悬浮具备摩擦更小的优势

应用这些技术的同时

陀螺越来越复杂，成本越来越高

原子自旋是原子的内在属性

“想要用这个来做陀螺

就得把周围磁场全部屏蔽掉”

房院士介绍了

基于原子自旋效应的极弱磁场

和惯性测量的基本原理

2008年起

利用原子自旋SERF效应

房院士带领北航团队建设

“十四五”大科学装置——

超高灵敏极弱磁场和惯性测量装置

“我本来是要做陀螺的

现在测了一个非常弱的磁场”

这个像“大剧院”的大设施能容纳

上百台 独创的科学研究的装置

供 1000 到 2000 名科学家同时做研究

完整的人体健康状态

由结构信息和功能信息共同反映

极弱磁测量能看到人体信息

但人体功能信息图很难获得

如何测量人体磁场的信息呢？

第一个是利用原子自旋的磁强计来测量

第二个就是磁屏蔽技术

从超大型磁屏蔽空间

到小型高性能磁屏蔽舱、医用磁屏蔽桶

设备体积更小，成本更低

芯片化的传感器 精度仍然很高

零磁医疗装备 就这样被制造出来

心脑磁成像设备

是如何将复杂的磁屏蔽技术

应用其中的呢？

离子通道、神经通路等的

电生理信号极微弱

很难直接准确测量

极弱磁测量能反映人体电生理的信息

极弱磁测量在不断发展

量子精密测量技术

为极弱磁测量带来了新机遇

将来会研制出 灵敏度更高、体积更小

成本更低 的 芯片化原子磁强计

医工融合、医工交叉

能培养更多的人才队伍

每一年都研制出更新、更好的产品

“ 我们希望能开辟

零磁医学和高端医疗装备新赛道

在新赛道上走到前面去 ”

心脑磁成像设备能在极短时间内

完成 心脑细胞功能信息检测

及时准确诊断出疾病症结所在

检测心肌缺血过程中的 磁信号变化

可以做到心脑血管疾病早发现

建立 快速诊断临床大模型

应用临床大数据

随着诊断模型的迭代升级

心磁检测准确率越来越高

“在医院里能多救几条生命

我就觉得这个设备有价值了”

房院士希望未来能用于健康体检

帮助到更多患有急性心梗的病人

极弱磁测量可以帮助脑卒中早发现

脑卒中分为出血性脑卒中和缺血性脑卒中

房院士说，当前该领域正在探索中

“做好对老年群体的早筛早查

中国人均寿命可以延长3年”

心脑磁成像设备可以用于其他器官的检查

特别对于不能接受强磁仪器检查的

婴幼儿及孕妇等特殊人群

通过心脑磁成像设备

还可以为精神疾病提供新型诊断方式

“我们要敢想，敢去探索

这些东西都是未知”

房院士用音乐疗法举例

向大家介绍了 心脑同测

他说人的信息是个系统

身体的每个部位都有信息

通过 定量评估 能 了解康复和锻炼的情况

肿瘤发育过程会导致代谢异常

引起功能信息变化

皮肤癌也可以通过极弱磁测量早发现

“ 将来也会进社区服务

如果再做得便宜，进家庭 ”

“养生保健的理念相当于早诊早治

把不健康的因素消灭在萌芽 ”

极弱磁测量能对疾病早筛早查

构建人体功能的“ 健康大数据 ”

从以治病为中心转变为以人民健康为中心

通过 有组织的医工融合 的研究

推动超高灵敏极弱磁场测量技术的医学应用

突破心梗、脑梗、肿瘤等疾病

早诊早治的世界难题