前 言

1982年大学毕业被分配到放射科工作,并非本人志愿,当时放射科医生的主要工作是X线透视和判读X线摄影图像、书写诊断报告,放射检查在临床医学中发挥的作用有限,放射科被称为辅助科室。但幸运的是,我赶上了影像学技术、设备快速发展的时代。先是计算机断层扫描(computed tomography,CT),然后是磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)和数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA),伴随攻读硕士和博士研究生的历程,学习掌握了这些新技术,实现了跨越式发展。

由于那时我国没有住院医师规范化培养制度,在中国医科大学两所附属医院完成住院医师培训,特别是硕士导师何芳显教授对我临床能力(尤其中枢神经系统疾病诊断)培养的要求十分严格,奠定了良好的工作基础,受益终生。博士研究生阶段以及毕业后在在刘玉清院士的指导下,我在中国医学科学院阜外医院经历了工作的磨炼,比较全面地掌握了心血管影像学的知识和技能。1994年调入首都医科大学宣武医院任放射科主任时,没有新型影像学设备,难以开展高水平研究工作。2002年10月,宣武医院引进1.5T MRI设备,随后带领研究团队应用MRI新技术开展临床和神经科学研究。毫无例外,我们使用的是国外脑功能分析和处理软件,当然所用脑模板也是来源于西方人的资料。在研究过程中我们发现,用国外模板会产生配准和分割误差,甚至把脑功能区标记到脑外,这就萌发了自己研发中国人脑图谱和脑模板的想法。

2006年经调研后申报科技部“863”课题,计划完成课题后形成产品。由于想法比较超前,评审专家没有达成共识,最后科技部给了一个小额资助项目(50万元经费)。中科院高能物理研究所陈霖院士于2000年左右开始进行功能磁共振成像(fMRI)研究时,曾经计划与宣武医院合作,因当时宣武医院MRI设备场强为1.0T,不能开展脑功能研究,他们转与北京医院合作,但是我们一直保持联系。陈院士得知我的想法后表示支持,在他领衔的“973”项目中给予本课题50万元经费,这样凭借100万元经费使课题得以开展。

宣武医院联合一批大型三级甲等教学医院,开始启动课题计划,搜集3 000例健康志愿者。使用美国通用电器公司(GE)和德国西门子(Siemens)公司的1.5T设备。课题开始之前,首先请这两家公司的维修工程师对设备进行检测和校正,使设备质量符合欧盟和美国放射学院(ACR)的标准。志愿者按照年龄和性别分组,每个参加单位的任务都相同。因经费有限,仅给课题组成员发放一些劳务费,没有志愿者补偿费和机时费,招募的志愿者多数是医院职工及其亲朋好友。志愿者经常规体检、实验室检查、神经系统查体,询问相关患病和用药史后,再实施MRI头颅扫描。在大家的共同努力下,志愿者入组比较顺利,但是60岁以上组志愿者脑内完全正常者较少,导致大量已经实施MRI头颅扫描的志愿者被排除,使课题进度有所延缓。

由于没有组织多中心、大样本研究的经验,我们也走了一些弯路。例如,入组时MRI扫描质量把关不够严格,导致后期构建脑模板淘汰了较多志愿者的数据。至2008年末,志愿者搜集完成计划例数(3 000例)。我们立即组织参加课题单位(又加上几所教学医院)抽调十余位硕士研究生来宣武医院放射科集中进行主要脑结构的测量研究,以获得中国汉族成人主要脑结构的正常参考值。研究生在北京的食宿费用由课题经费负担,历经约1年时间的测量研究,完成20余篇中文文章,并主要在《中华放射学杂志》和《中国医学影像技术》杂志组织的2期重点号发表。这些研究结果填补了国内关于脑结构正常参考值的空白,得到学术界和同行的关注和良好反响。

在以英文向国外杂志投稿时遇到困难。我们发现中国人与西方白种人脑结构有差异,但是审稿专家认为研究结果有种族歧视倾向,所以,文章未能在高影响因子杂志上发表。

在构建脑模板方面遇到的困难更大,以国内现行体制放射科内没有医学物理师、生物医学工程师、计算机专家等编制,我们虽然招到一名硕士学位的生物医学工程师,但是其能力有限。陈霖院士团队的学术水平虽然很高,但是具体合作伙伴不是此专业的专家,还要完成自己的本职工作,因此构建脑模板受阻,长期没有突破性进展。

一次参加学术会议认识了香港中文大学影像与介入放射学系医学影像计算研究中心的王德峰助理教授,得知他的团队曾经做过脑模板构建的尝试,但苦于没有数据。我们很快就达成合作协议,3个月内即得到中国成人脑模板,然后经过不断改进完善,我们已经建立网站(http://www.chinese-brain-atlases.org)实现免费下载,并编制一些小工具软件方便应用。虽然之前有几篇关于中国人脑模板的文章发表,但这是第一个可以真正实际应用的中国人脑模板。

回顾整个研发历程,感慨颇深。在此领域我们的学术眼界还是足够超前的,就起步而言,也在著名的美国脑连接组计划之前,但是实施过程曲折。值得欣慰的是我们终于完成中国人脑图谱构建,为我国脑科学、认知科学、神经科学研究、临床精神科、神经科和老年科疾病的临床研究奠定了重要基础,为进一步研发和完善脑模板也积累了宝贵经验。相信在下一代专家的努力下,一定会做得更好,取得更大的成绩。

李坤成

2019年7月9日