苏格兰阿伯丁大学近日正式宣布,其下一代场循环成像(Field Cycling Imaging, 简称FCI)全身医疗成像系统已在校园内全面投入运营。这一设备的启用标志着医学影像领域迎来重大技术突破,该系统能够利用极宽范围的磁场产生人体任何器官组织的图像,从而提供以往传统影像技术无法获取的生理信息。阿伯丁大学作为全球医学影像技术的发源地之一,此次推出的FCI系统不仅延续了其在磁共振成像(MRI)领域的百年积淀,更通过引入可变磁场技术,为疾病早期诊断和治疗效果评估开辟了全新的技术路径。
场循环成像技术的研发历程长达数十年。早在20世纪80年代,阿伯丁大学在约翰·马拉德教授和吉姆·哈钦森教授的领导下,率先研制出世界上第一台全身MRI扫描仪,奠定了该校在该领域的地位。90年代,研究重心转向可变磁场领域,哈钦森教授与大卫·卢里教授(现为荣誉退休教授)共同开发了PEDRI扫描仪,虽未直接应用于临床,但揭示了通过非侵入方式表征体内分子运动的巨大潜力。2010年至2020年间,团队将技术焦点重新聚焦于水分子运动的检测,将其作为衡量组织健康的基础指标,并成功研制出第一代原型机(Mk-I),在卒中、脑癌、乳腺癌和结直肠癌的检测中取得初步验证。
目前正式投入使用的系统是第二代增强型设备(Mk-II),由卢里教授与项目首席研究员莱昂内尔·布罗奇博士于2018年设计。该系统的建造与调试历时七年,耗资巨大,不仅得益于阿伯丁大学的内部投资,还获得了大学发展信托基金、沃尔森基金会、朱尔斯·索恩爵士慈善信托基金以及休·弗雷泽基金会等机构的慷慨资助,并联合了众多技术合作伙伴共同完成。这一设备被命名为“霍尔家族成像套件”(Hall Family Imaging Suite),由玛丽·杰米森大厅与约翰·F·霍尔信托基金的受托人詹姆斯·伯尼MBE正式揭幕。
自2025年10月起,该FCI扫描仪已正式启动四项临床研究,分别聚焦于急性卒中、脑部健康、心脏纤维化和脑癌。这些研究由玛丽·J·麦克劳德教授、戈登·韦特博士、达娜·道森教授和安妮·基尔蒂教授领衔。另有三项涉及乳腺癌、膝骨关节炎和胶质母细胞瘤的研究计划于2026年晚些时候启动。仅在设备投入使用的第一年,这些研究项目便已筹集到282万英镑的研究资金。未来,团队还计划开展针对结直肠癌、卵巢癌、前列腺癌以及肌萎缩侧索硬化症等神经退行性疾病的探索性研究。

从技术原理来看,传统MRI主要依赖静态磁场下的氢原子核共振成像,而FCI技术的核心创新在于能够动态调节磁场强度。这种“场循环”能力使得系统能够探测水分子在不同尺度上的微观运动,从而反映组织的微观结构变化。例如,在肿瘤组织中,细胞密度的增加和水分子的受限运动会显著改变信号特征,这使得FCI在区分良恶性病变或评估早期治疗反应方面,可能比传统影像手段具有更高的敏感性和特异性。这种非侵入式的分子水平成像能力,为精准医疗提供了新的数据支撑。
阿伯丁大学校长兼副校长彼得·爱德华兹教授在揭幕仪式上表示,这是该校“2040战略”中跨学科合作与真实世界影响力的经过二十多年的发展,该团队已从以物理学为主导的研究环境,演变为一个完全整合的临床科学团队,物理学家与临床医生并肩工作。这种从基础物理研究到临床应用的转化,不仅体现了学术研究的深度,也展示了医疗技术转化的实际价值。

对于中国医疗器械行业而言,FCI技术的成熟具有多方面的启示。在核心部件供应链方面,可变磁场发生器的设计与制造涉及高精度电磁铁、快速切换电源及专用射频线圈等关键组件,这为国内高端MRI零部件供应商提供了新的研发方向和技术壁垒参考。在临床应用层面,随着全球对癌症早期筛查和神经退行性疾病诊断需求的增加,具备分子功能成像能力的设备将成为医院采购的潜在增长点。中国企业在跟进此类前沿技术时,需重点关注磁场切换速度、信噪比控制及临床数据的积累,以缩短从原型机到商业化产品的周期。
该设备的成功运营也凸显了“产学研医”深度融合的重要性。阿伯丁大学通过与信托基金、慈善机构及工业界的紧密合作,解决了高昂的研发成本问题,并加速了临床验证进程。对于中国医疗科技企业而言,探索多元化的资金支持渠道,加强与医院和科研机构的联合攻关,将是突破高端影像设备技术瓶颈的关键路径。未来,随着FCI技术在更多适应症中的验证,其成像协议、数据分析算法及标准化操作流程的建立,也将成为行业关注的重点。
