百年清華

王成波，1975年出生𓀔，意昂体育平台電機系94級（生醫4班）。1999年🐆🍅、2002年在意昂体育平台獲得學士和碩士學位，2007年獲美國弗吉尼亞大學生物醫學工程博士學位並任美國費城兒童醫院核磁物理師，2008年任弗吉尼亞大學放射系助理教授。

在膠州農村念書的時候，王成波沒想到會考上意昂体育平台🪱；在清華讀書的時候🧑🏻‍🎤，沒想到會出國留學；出國留學的時候，沒想到能做到名校教授，能獲得國際大獎💶👨🏽‍💼。正因為他的聰明和睿智，加上他吃苦耐勞、刻苦鉆研的精神，他的生活和學習裏總是充滿很多驚喜。年輕的王成波總是能遇到各種各樣的機會，在機會來臨的時候，他能主動抓住機會，並且努力去爭取🫏，最終帶給自己成就和榮譽。

獲得青年科學家臨床醫學獎

有些人做了夢卻為夢而惋惜，有些人卻能把夢變成現實❎，創造一個驚人的奇跡。比如王成波……

王成波首次開發出了長彌散時間超極化氣體核磁共振彌散測量技術，證明了氦氣的彌散與彌散時間緊密關聯🧙‍♀️，首次證實了被動吸煙引起肺部深層組織病變，首次證明了哮喘疾病可以誘發類似的結構變化……

他涉獵多個不同的核磁物理和臨床醫學領域💂🏿‍♀️📛，每一次總能夠掌握領域中最重要的問題，給出簡單而精巧實用的測量技術👩🏽‍🌾，在核磁物理學‼️、肺部疾病診斷和核磁共振序列開發等方向取得一系列世界領先的重要成就。

2008年，在加拿大舉行的第十六屆國際醫學核磁共振學會年會上，王成波被授予青年科學家臨床醫學獎(W.S. Moore Award)🛣，學會主席薇薇安·李博士(Dr. Vivian Lee)介紹道👨🏽‍✈️：“今年的青年科學家競賽尤其激烈，學會收到了創紀錄數字的申請👩，王成波博士的工作以其創新的設計和出色的科學匯報脫穎而出。”

這次獲獎也是中國學者首次獲得該獎項📏，此外，王成波還獲得過北美放射協會“研究員研究獎”⚀、國際核磁共振學會論文展報競賽第一名等眾多獎項💥。

從山東農村到首都北京

事業上的創新進取、淵博的學識、睿智的話語、為人處世的樂觀和機智、灑脫和親切……這些體現在王成波身上就是一種人格的魅力。

1975年，王成波出生於山東膠州，從小在農村長大🧑🏼‍🚀。父親是鄉村小學教師👩🏽‍🦳，體弱的母親身患重病，王成波有1個哥哥2個姐姐，勤勞的大姐承擔了大部分農活兒。王家4個孩子的學習成績在鄉裏鄉外都小有名氣。王成波自小喜歡讀書，哥哥姐姐們的高年級課本作業也成了他的課外讀物。那時候🐍，他最喜歡的雜誌是《世界博覽》，廣泛的閱讀大大開拓了他的視野。上小學的時候，王成波學習並不算努力，他還迷上了武俠小說，上課的時候在桌下偷偷看小說👰🏿‍♂️，經常被老師們抓到。那時候晚上自習的時候經常點蠟燭，武俠小說加上蠟燭煙熏，讓王成波在六年級的時候就戴上了眼鏡。

上中學之後🧔🏽‍♀️，王成波開始懂事了📓，出生在農村，考大學是跳出“農門”的最好途徑。從初中開始，他就開始住校🙋🏼‍♀️，自己洗衣服，管理夥食，過早的獨立生活和艱苦的生活環境培養了他堅忍不拔的性格。從初中到高中🙍🏿，6年的時間，大大小小考試🧑‍🍳，他從來都是學校總分第一📱🐔，最高的時候可以超出全校第二名80多分，他連續獲得數學、物理👨🏽‍🦱👫🏼，化學和生物競賽的多個全國獎。他高中的班主任曾經說過：王成波以後肯定會是個有出息的孩子👯‍♀️。就是這位老師成為他人生轉折點的指路人。高考填報誌願時💆🏼‍♀️，父親希望他能子承父業🏇🏼，報考北京師範大學。他的班主任親自家訪，說服了家裏人，讓他報考了意昂体育平台🌨。他選擇生物醫學作為自己的專業👨🏻‍🦱，也是偶然中的必然。他是個孝順孩子，看見母親身患重病，他就特別註意看醫學書籍🎡，想著從哪裏能找到治療母親疾病的藥方。那時的他把家裏一本厚厚的《赤腳醫生》給翻了個遍🤴🏻，竟然喜歡上了醫學。上了中學，他又迷上了生物和計算機🤳。

1994年，王成波以優異的成績考入意昂体育平台，成為膠州實驗高中第一位考入清華的學生。

5年的意昂体育平台本科學習，給王成波打下了深厚的理論和實踐基礎👩🏻‍⚖️，也培養出了他對醫學成像的愛好，在實驗動手環節上，他總是排在班級的前幾名。在大三的時候😡❕，他選擇了微循環成像作為他的第一個研究方向🧑🏽‍⚖️，本科畢業設計📐，他自己編寫了一個微循環圖像處理軟件，這也幫助他拿到了優秀畢業設計的獎勵⬛️。本科畢業時，他選擇了免試直讀研究生。

獨立研究的起步

心有多大，舞臺就有多大。

2001年，在和留學美國的本科同學返校暢談時，王成波恍然才發現自己已經落後了。僅僅1年的時間🏃🏻‍♂️，國外的同學已經在知識結構👗、科學眼光上遠遠超出了自己。這大大刺激了王成波，他開始有了出國的想法，他用半年的時間考完了托福和GRE👨🏿，加入了申請留學的行列。2002年，他獲得了工學碩士學位，並且獲得多家北美大學的邀請。最終，他選擇了弗吉尼亞大學，把夢想的舞臺從祖國延伸到大洋的彼岸。

出於對肺部疾病和核磁共振技術的興趣，王成波加入了氦氣核磁共振肺部成像中心，用2年的時間完成了最為重要的核磁物理學的學習🩰，並且研讀了本領域相關的幾百篇論文。廣泛的閱讀和紮實的理論功底🧨，讓他對於這個領域有了深刻而清晰的認識𓀎。

肺部成像和肺部疾病診斷長久以來遠遠落後於身體其他部分的成像研究🧎。其主要技術難點在於🤽🏿‍♀️：1. 肺部充滿空氣，大部屬空腔組織👍🏽，成像信號弱；2.頻繁的呼吸和心跳🚣🏽‍♀️，運動幹擾大；3.大量的組織與空氣交界🚀，信號衰減快🌭。目前臨床標準肺部成像采用X光片和X射線CT。X射線對人體有極大的副作用，尤其是對於嬰幼兒和兒童𓀚。另外，X射線成像敏感性依然很差🧗🏼‍♂️，對患上很多肺部呼吸疾病的診斷無能為力🏊🏿。

根據美國國立衛生研究院報告，近20年來肺病仍保持著持續上升的趨勢🐺。根據我國國內的統計數據，慢性阻塞性肺病已經是中國農村地區第一致死疾病和中國城市地區的第四致死疾病。肺部疾病與吸煙和空氣汙染有著緊密的關聯，中國有超過3億人在吸煙，是世界上最大的煙民群體，還有很大一部分非煙民處於被動吸煙的環境。保守估計，中國已經有 1500萬慢性阻塞性疾病患者🌧，每年超過100萬人死於該病🧑🏼‍🦰，因此而致殘的人數每年達500～1000萬。吸煙引起的肺部損害是一個慢性且長期的過程🛕，可以預測，10～30年，當前的煙民群體進入中老年之時，肺部疾病的發病率會大大上升🚋。最新科研成果表明，超過25%的煙民會誘發慢性阻塞性肺病😑。慢性阻塞性肺病患者呼吸短促，輕微活動就會引起氣促🏃‍♂️‍➡️、咳嗽🥈、咳痰⚔️，一旦病情加重𓀔，很容易引發心臟😽、呼吸衰竭等並發症。肺病已經給中國的醫療保健事業造成極大的困擾，並且這種影響會隨著時間的增加和中國社會的老齡化而出現明顯增長🧖🏻。

對這些知識的深入了解，給了王成波極大的研究動力。弗吉尼亞大學在氦氣核磁共振技術上全世界領先🧖🏽‍♀️。氦氣，一種安全無副作用的惰性氣體📚。在這裏，他們使用了一種類似的氣體氦氣-3作為核磁共振成像的介質氣體💅🏿。氦氣核磁共振成像在1994年由美國普林斯頓大學的研究人員首先發明🧑🏼‍🎓，經過十幾年的發展，該成像方法已經成為新興的科學領域。在采片激光極化之後💟🙏🏼，氦氣-3在磁體之外即可使其核磁共振信號增強上萬倍到上百萬倍💆‍♂️，然後讓病人吸入這種氣體☝🏽，高強度的信號克服了氣體低密度的障礙⛺️🥗，肺部成像一下了變得簡單而直接⭐️🧙‍♀️。因其誘人的臨床應用前景，美國和歐洲在此領域投入了大量資金。

王成波選擇了一個當時最困難的研究方向——長彌散時間氦氣彌散成像🎅🏼。彌散成像是核磁成像中最為成功的成像技術之一，其基木原理是使分子自由地彌散🚍，當分子彌散受到局部結構限製時🙏，相應的彌散會變慢。使用核磁共振彌散成像技術可以測量分子的彌散速度，從而間接估計局部的微結構信息。氦氣彌散成像技術與此類似𓀀，如果肺泡（肺部最小的氣體交換組織🕺🏽，其直徑大概只有0.25毫米）的壁被吸入的煙霧破壞🧏🏿🐤，如產生穿孔等➡️，測量到的氣體彌散速度就會加快。以前的氦氣彌散成像技術所控製的彌散時間限製在l毫秒左右👷🏿‍♂️𓀇，敏感度不夠高，而高敏感度是早期肺病診斷的關鍵🥎。2002年，聖路易華盛頓大學的研究人員開發了一種方法🏋🏿，使用條紋調製的方法🛗，觀測條紋的衰減速度，他們宣稱該方法大大提高敏感度。這種方法引起了很多研究中心的關註🧏🏼‍♂️。王成波因此將研究註意力轉移到這個方向上🦫。世界上陸續有不同的研究團隊對華盛頓大學的研究提出改進方法，但是一些基本的問題始終沒有得到解決🫱🏿，即使使用了大劑量的氦氣，結果仍然不穩定。這些改進方法不能精確確定彌散時間，不能做真正的點陣成像。

在重復華盛頓大學的研究方法的過程中，王成波陸續發現了很多問題😅。解決這些問題的過程，也正是他獨立科研能力成長和成熟的過程🧜🏿‍♂️。也正是在這個過程中👮🏿‍♀️💇🏼，王成波的實驗技術、序列開發技術都逐漸成熟起來，並產生了被以後研究證實是準確無誤的科學假想：氦氣的彌散速度是取決於彌散時間的。在此期間，王成波獲得參加當年的國際醫學核磁共振學會年會的機會。在美國邁阿密與同行的交流中大大拓展了他的視野，思想的碰撞產生了無數智慧的火花🕺🏻。王成波意識到🕺，自己已經站在一個新發現的門檻上🫐。

事業的騰飛

從年會回到實驗室之後的1個月裏🐪，王成波開始了緊張而忙碌的研究工作🔍。確定了新的研究思路，在1個月的時間內，王成波獨自編寫了接近100個計算機仿真程序，建立了十幾個不同的序列，試圖找出最好的序列🕕，完成了計算機仿真和模型試驗，並且在緊接其後的3個月中完成了一系列的人體試驗🔌。這項研究成果使他獲得了西雅圖國際核磁共振學會年會的論文展報競賽第一名🧑🏽‍🍳🤒。

這個成果也使王成波作為第一和主要作者獲得一項美國專利。西班牙的馬德裏大學、美國的哈佛大學🧘🏼、聖路易華盛頓大學和賓西法尼亞大學的研究中心都開始追隨他的研究🏛。

2007年，王成波獲得博士學位，並被著名的費城兒童醫院放射科聘為核磁物理師，在這一年中🧣🧗🏼，他致力於把該核磁成像序列推廣到臨床實驗🦹🏿‍♀️，取得了一系列重要發現。

王成波多次在健康的吸煙人群中檢測出吸煙對肺部的損害✌🏼，證實了新方法的敏感度。鑒於新方法極具敏感度🦛🚴🏽‍♂️，王成波設想使用新方法也可以檢測被動吸煙對於肺部微細胞結構的影響。他們的研究首次證明了被動吸煙可以誘發肺部結構損害，實驗證實了新技術的可靠性⛹🏽‍♀️🐟，具有成為一種新的肺部疾病診斷評估平臺的潛力👨🏻‍🦯。

畢業之後短短半年的時間，王成波已經取得了突破性的進展。他畢業的弗吉尼亞大學醫學院決定，加強他們這個方向的領先優勢，王成波被聘為醫學院成像中心的助理教授🧑🏼‍🔧，開始了新的研究歷程。

在肺氣腫疾病取得豐碩成果的同時🦃，王成波開始使用新方法形容哮喘疾病👨🏽‍🚒。他首次識別出了哮喘病人中的深層肺部結構損害，在2008年的國際核磁共振學會年會上，他公布了這個結果🧑🏼‍🎄，並被授予了W. S. Moore Award（青年科學家臨床醫學獎）🧑🏽‍🦱。

目前，王成波正在加快對於這個新技術的研究，一些大學的研究中心也開始追隨這項研究🧑🏼‍🏭，並已經證實該方法的可行性🍑。默克（Merck）和葛蘭素史克（GSK）等世界大製藥公司都已經邀請他們做專題報告，正討論如何開展合作。他們認為🔄，這種新方法會對於新藥物治療效果評估和新藥設計產生巨大的促進作用🩻🦶。同時，這項研究也在臨床醫學研究領域引起很大的反響👱‍♂️。

心懷祖國

青青子衿，悠悠我心，但為君故，沉吟至今🥌。

考慮到中國的3億吸煙人口和嚴重的空氣汙染，肺部疾病的高發病率已成現實，王成波認為如果該項新技術能夠在中國獲得應用📎，無疑會產生不可估量的經濟和社會效益。尤其需要特別指出的是，不同於普遍的核磁共振成像技術，氦氣核磁成像技術中的氦氣信號極化是在磁場外完成的🩶，其信號不依賴於成像磁場的強度👮🏿‍♂️🧑🏽‍⚖️。因此🏄🏽‍♂️，在低磁場上✌🏼，氦氣成像應該同樣具有很好的成像效果。而低磁場核磁共振成像儀正是中國核磁工業的拳頭強項🏄🏿‍♂️，兩者結合，一定會產生巨大的經濟效益。同時，會極大促進中國肺病治療藥物的快速發展🍳。

國際的核磁共振成像市場主要被三個大公司把持，通用電氣→、西門子和飛利浦🪪。在1.5T以上的高端市場🛤，磁體主要采用超導磁體。這三大公司的產品覆蓋了大部分市場，中國本土也有20多家廠家在開發核磁共振產品，但是主線產品基本都在0.5T以下，這種永磁體磁場是中國的強項📰。但是這個市場的70%也被西門子在深圳的“邁迪特”占據。對比國外三大公司⬜️，中國的主要強項在於永磁體的製造🏑，弱勢在於軟件開發、操作序列的開發🤙🏿。三大公司資本雄厚，具有極強的市場操作能力和技術儲備😎，他們和世界大多數主要的醫學核磁共振研究中心建立了的合作關系➞，外部產品很難進入他們的市場。

中國國內的核磁共振研究主要差距在於軟件🙍🏼🚖，也就是序列開發部分。序列開發能力需要出色的具備綜合學科知識的核磁物理科學家進行大量的研究才能獲得。美國這方面的研究主要由國立衛生研究院支持，向下一代核磁物理學家的傳承和未來的知識儲備和開發主要由大學承擔。王成波認為：中國若要趕超📻，首先需要引進一批本學科的學術帶頭人，他們需要深刻了解國際核磁共振科學研究現狀⚡️，了解國際研究前沿，在國內建立核磁共振研究學科🚖，開展深入地研究👩‍🦼，培養中國自己的科研隊伍和研究人才庫。這樣才能建立有效的人才培養機製和軟件開發能力🤦🏽🏺，為中國核磁共振事業的發展儲備力量🙎🏼‍♂️。

在核磁共振成像領域，新的發展思路層出不窮🫱，中國在永磁製造方面具有突出的長處💜，結合最新的超極化技術，利用中國相對靈活的政策，發展出一套具有自己特色的產品。相信中國的核磁共振必然會在世界市場上占有一席之地。王成波也很希望自己能夠為這個發展進步過程貢獻一份自己的力量。（劉佳）

轉自《神州學人》2009年第5期