在科研里 許一片“丹”心
——記浙江大學研究員吳丹

□ 汲曉奇

吳丹在浙江大學3T磁共振平臺采集數據

2018年剛開始，吳丹就面臨著一個選擇：是回國發展還是留在美國？

她在美國待了近10年，曾以首席科學家身份主持美國國立衛生研究院R01、R21、R03基金項目，并且可以升任全美排名前三的約翰霍普金斯大學醫學院副教授了。

與此同時，她入選了2018年的國家“青年千人”。更重要的是，她所從事的醫療影像科學是國內近年來優先發展的重點領域，屬于《中國制造2025》提出的107個優先發展的戰略產業，也是國家自然科學基金“十三五”發展規劃的跨科學優先發展領域之一，發展前景大好。

經過一段時間的思考，吳丹決定回國。回國后，吳丹落腳于浙江大學生物醫學工程及儀器科學學院。她就自身在磁共振影像方面的學術專長和知識儲備，以及在信息工程、數學、物理、醫學、生物等各領域的交叉背景，結合浙江大學已有的腦科學影像平臺，在磁共振成像技術及圖像處理技術兩大方向展開研究工作。在未來的幾年里，她計劃技術研發和技術轉化兩手抓，爭取為提高國內磁共振技術水平和振興民族磁共振產業開發做出積極貢獻。

科研路，“丹”心自有分寸

吳丹是一個名副其實的“學霸”，聰明勤奮、目標明確、計劃性強，無論是學習還是工作，她對于自己要走的每一步都有著清晰的認識和準確的把握。

2009年，吳丹以專業第一的成績畢業于浙江大學生物醫學工程系。從本科時期，她就已經明確了自己要走科研之路的想法，而出國也是她一直以來的規劃。大學畢業之后，她進入美國約翰霍普金斯大學生物醫學工程系（全美排名第一）深造。在約翰霍普金斯大學，吳丹先后完成了碩士與博士學位，并兼修了電氣與計算機工程專業。博士畢業后，吳丹在約翰霍普金斯大學醫學院相繼開展了博士后和副研究員的科研培訓，由于成果突出，于2016年9月晉升為該校的終身教職系列助理教授。

吳丹的研究方向包括彌散磁共振成像序列研發、腦微觀結構成像、多模態醫學影像分析及相關技術在臨床診斷和神經科學中的應用。2016年，吳丹以首席科學家身份獲得美國國立衛生研究院（NIH）R21課題資助，進行胎兒大腦成像方法的研究。2018年，她以首席科學家身份獲得R01課題資助，基于彌散磁共振成像從微觀尺度研究生兒缺氧缺血腦病；同年，她再次以首席科學家身份獲得R03課題資助，通過基于腦圖譜的神經影像分析方法研究阿爾茲海默癥。

截止到回國前，吳丹已經在磁共振成像領域和醫學影像處理領域取得了很多成果并榮獲多項榮譽和獎勵，她在NeuroImage、Magnetic Resonance in Medicine、Human Brain Mapping等影像領域頂級期刊發表了SCI論文30余篇（其中第一作者論文20余篇、通訊作者4篇），國際會議論文37篇，國際大會口頭報告10余次；申請美國專利3項。獲得的榮譽包括國際磁共振協會（ISMRM）青年會士稱號，這是該領域青年科學家最高榮譽，以及ISMRM卓越論文獎5次、霍華德休斯研究所（HHMI）國際學生獎學金、約翰霍普金斯大學磁共振影像系年度最佳科研獎等。

2018年2月，吳丹放棄晉升美國約翰霍普金斯大學副教授的機會回到祖國。被問及為什么會選擇回國時，她這樣說道：“我的初衷就是在美國學到一些知識技術后就回國發展，只不過是選擇在怎樣的時間點回國而已。目前，國內磁共振領域處于快速上升的發展期，我認為自己應該順應國家發展潮流，在國內做出一些成果，為我國的磁共振領域貢獻一份力量，這對我自己也是一個很好的機會。”

如今，剛剛回國的吳丹正在適應國內的研究環境與工作節奏，相關研究工作正在鋪展開來。她說，目前國內有關胎兒及嬰幼兒磁共振成像的研究處于剛剛發展的階段，她希望自己能在這方面有所突破。與此同時，吳丹作為約翰霍普金斯大學的兼職助理教授，仍與美國合作方保持緊密聯系，優勢互補，互惠互益。

成果豐，萬丈高樓平地起

磁共振成像作為一種無創傷性的醫療影像技術，由于其對腦組織的成像效果突出，被廣泛用于腦部疾病的檢測。吳丹所研究的磁共振彌散成像技術，是通過探測水分子彌散現象重建大腦的微觀結構信息和腦連接網絡。吳丹在磁共振彌散成像的序列設計方面進行了大量工作。她在超高場布魯克成像系統上自主開發了三維高分辨率彌散成像掃描序列，并進一步發展了Navigator技術和小視野快速成像減小運動偽影和實現快速成像?；谶@些工作，她不僅提高了彌散成像的分辨率，實現了腦神經回路重建，還開拓了胎兒大腦成像的新領域，克服了胎兒運動偽影強的難題，成功實現了胎兒大腦的彌散成像和早期發育研究。目前這些成像序列被全球多個實驗室采用推廣。近期，吳丹回到浙江大學以后已成功將這些關鍵技術轉化到了適用于臨床的3T成像系統，并與醫院積極合作，把這些技術推向臨床。

吳丹的另一研究方向是基于磁共振腦圖譜的神經影像分析技術。基于她在約翰霍普金斯大學團隊開發的大型腦圖譜數據庫，吳丹發展了多種新穎的算法，實現圖像分割、病灶檢測、與輔助診斷等功能，并將其應用于神經性退行性疾病。更重要的是，該團隊通過云計算網絡平臺，將算法轉化為在線處理工具，真正服務于臨床科研。

雖然這種算法在成年人的腦影像處理中已發展相對成熟，但是無法在嬰幼兒上直接應用。這是由于0～1歲的嬰兒大腦成像對比度弱、動態變化大等特點，傳統圖像分析方法的準確度受到限制。吳丹期望可以建立中國的嬰兒腦圖譜庫，實現對嬰兒大腦的準確分割以及在此基礎上預測患兒神經系統功能的發展，輔助出生缺陷的精確診斷、早期治療。針對這些問題，吳丹回國后申請了國家自然科學基金青年科學基金項目“基于多模態磁共振腦圖譜庫的嬰兒大腦量化分析方法研究”。剛剛回國就獲得了國家自然科學基金的支持，吳丹坦言，聽到這一消息時她非常開心，因為這是對她科研能力的一種肯定和認可。而這一項目的成功申報與順利開展都立足于她前期所做的科研工作。

回首看，感恩永存心間

在工作中理智果斷的吳丹在生活中其實是個非常感性的人，談起這一路走來對她有過幫助的人，吳丹的聲音里透著滿滿的感動與感恩。

她說：“我本科時的導師封洲燕教授，給了我很大的觸動，她非常敬業，真的是兢兢業業、一心撲在科研上，這是我做科研的一個起點。我覺得我很幸運，到了美國的博士課題老師Zhang Jiangyang教授也非常好，每天都會跟我交流，手把手地教我。到后來，我可以慢慢獨立做一些工作后，他就鼓勵我發揮主觀能動性，放手讓我去做，為我尋找嶄露頭角的機會。對我來說，他不僅是恩師也是很好的朋友，在學業和生活上給了我太多幫助和感動。我的博士后導師Susumu Mori教授亦是如此，他目前定期訪問浙江大學，一直關注著我的成長?！?/p>

因為受這些老師影響，吳丹從一開始就堅定了自己的科研之路，從來沒有想過放棄。如今回到國內，她希望自己也能像這些老師一樣去培育學生，幫助學生們成為合格的科研者。目前，她的團隊正在積極吸納對磁共振影像感興趣的碩博生、博士后、科研助理，希望在未來5年里建成一個有創新意識和創新能力的科研團隊。

天東扶木三千丈，一片“丹”心似許長。作為一名青年科研者，吳丹從博士畢業到如今也不過才短短3年。在國內磁共振成像的快車道上，屬于她的科研之路才剛剛開始。