分子与神经影像教育部工程研究中心简介

分子与神经影像教育部工程研究中心是以西安电子科技大学生命科学技术学院为依托，以疾病早期诊断多模影像设备与医学大数据平台的建设为核心目标，致力于在生物医学和数字影像领域展开积极研究，为探索生命现象提供高水平的科学方法和技术手段的科研机构。

1.主要任务与目标

以国家战略需求为目标，以分子与神经影像技术创新为核心，持续不断地为社会提供工程化技术成果，尤其是重大疾病早期诊断与大数据分析平台建设；推动生物医学工程学科与西安电子科技大学的优势学科的学科交叉，培养相关行业科技创新型复合人才及现代化管理人才；为相关行业和领域的发展提供信息和咨询服务；在现有的国内外合作基础上，积极开展与先进国家的国际合作与交流，促进相关技术与产品在医疗卫生机构、制药企业等重点行业的推广和应用。

2. 主要研究及应用方向

2.1 多模态分子影像在疾病早期诊断中的应用

随着基因组学、蛋白组学和分子医学的迅速发展，疾病的诊断正在从传统的疾病表征观察、常规的生化实验检测，发展到多种基因和分子水平的微观特征识别。现有的医学影像技术（CT，MRI等）主要显示的是一些分子变化的终极效应，即只能对已产生的疾病进行临床确诊。为了提高对癌症、肿瘤等重大疾病的预防和诊疗水平，实现疾病的早发现和早治疗，从核酸-蛋白质、蛋白质-蛋白质分子间的相互作用关系分析疾病的发病机理、疾病早期的生物学特征，为疾病发生的早期检测、预警、诊断和疗效评估提供新的方法与手段，已经成为健康监测和生命科学研究的当务之急，发展无创可视化的成像技术也越来越受到科学界的关注和重视。

在分子水平上活体研究基因、生物大分子和细胞的生命活动是21世纪生命科学的重要研究目标。分子影像技术通过发展新的成像试剂、成像设备与成像方法，在活体状态下实时、连续、动态、无创地观察和监测细胞与分子的生理变化，对其生物学行为在影像方面进行定性和定量的科学研究，具有非侵入、低成本、高分辨率等优点。分子影像技术可以探查疾病形成过程中细胞和分子水平的异常，在尚无解剖改变的疾病前检测出异常，对探索疾病的产生、发展、转归都具有重要意义。作为无损动态可视化的技术和设备，多模态分子影像设备本质上反映了分子调控的改变所引发的生物体生理分子水平和整体机能的变化，为生命科学领域的研究提供新的方法和技术手段。

2.2 神经影像与神经工程在脑疾病中的应用

功能磁共振成像技术的出现为人脑的研究提供了新的途径和有效的手段。作为无侵入式、活体检测手段，功能磁共振成像技术可以实时反应外部刺激下大脑特定功能区域的活动状态。近十余年来，该技术已被广泛用于视觉、听觉，甚至思维、情绪等高级认知方面的研究，其可靠性和研究成果已获得国际上普遍的认可。最近这一技术广泛的应用到药物评价，药物开发等领略。工程研究中心与西京医院、唐都医院、西安交通大学第一附属医院等医疗机构合作，进行海洛因成瘾和抑郁症的研究工作，并采用这些研究成果开展了这方面的治疗药物的有效性评价工作，比如美沙酮阶段对于海洛因成瘾病人大脑的长期损害评价，抗抑郁药物的副作用评价等工作。工程研究中心会进一步加大这些合作的研究力度，使药物的评价工作尽快转化为生产力，为海洛因成瘾和抑郁症的治疗提供第一手的影像学依据。

除了揭示药物成瘾机理外，工程研究中心还在针刺机理的影像学研究方面取得了突破性进展，包括针刺镇痛和针灸减肥。通过长期的研究，我们发现当前大多数的类针刺治疗设备存在严重的理论问题，多数是在利用病人的安慰剂作用，而并非是中医理论中所指明的针刺作用来治病。所以后续的工作拟采用神经影像技术，开发设计新一代的类针刺治疗设备，将传统中医与现代科学相结合，成分挖掘和弘扬祖国的传统瑰宝，更好地继续造福于人类。

2.3医学影像大数据平台应用

区域协同医疗是指通过网络化和信息化手段，实现医疗卫生行政、预防、救治、科研等单位之间的信息共享与资源整合，充分提高现有的各类医疗卫生资源的利用率，以解决医疗资源分布不均的一种新思路、新方法。区域协同医疗涉及医疗技术与服务、互联网和计算机软件、电子信息、生物医学工程、医疗仪器与设备等多个领域。其中最大的挑战之一就是，如何有效地管理和处理各类海量的医学影像数据，帮助医疗卫生从业人员能够更迅速、更精准地看到病变组织、看清病变组织。

工程研究中心为医学影像处理与分析领域各类算法的研发在抽象层次上提供一个设计规范和统一的软件框架，大大缩短和简化算法研发的进程；在此基础上进一步开展针对医学影像领域各分支前沿问题的算法研究，包括：病变组织的快速提取及准确分割；多模态图像的非刚性高精度配准与融合；海量、高解析度图像的实时三维可视化；基于图形硬件的算法加速等。应用三维断层图像处理与分析技术，医务工作者可以充分利用影像设备产生的数据，多方位地观察人体解剖结构的三维显示，极大地提高诊断的方便性和准确率。同时也为医学培训、医学研究与教学、计算机辅助临床外科手术等提供电子实现手段，为医学的研究与发展提供坚实的基础，具有很高的医学应用价值。通过与国内医学影像设备生产厂家合作，提高产品性能价格比，增强国内医疗设备的竞争能力，极大推动影像医学在我国的发展，为进一步提高公众卫生健康水平带来极大的社会和经济效益。