专注核磁共振成像研究 培养MRI物理与工程技术人才——记北京大学俎栋林教授

2010-02-08

专注核磁共振成像研究 培养MRI物理与工程技术人才

——记北京大学俎栋林教授

北京大学俎栋林教授长期从事加速器以及核磁共振方面的研究。1979-1990年期间，俎栋林教授参加教育部4.5MV单极静电加速器研制项目，独立研制出核磁共振（NMR）磁强计，并解决了4.5MV高压测量地线问题，对稳定加速器头部高压起了关键作用。1989年，他还解决了4.5MV加速器磁铁电流源的技术不过关问题，使国产电流源达到技术过关的水平，在线稳定运行服役至今，其稳定性可与国外进口的电流源媲美。1989年俎栋林教授协助陈佳洱院士指导博士生加工、预调、预装束流脉冲化RF系统并移植到4.5MV加速器高压头内，在线运行15年。该加速器于1994年通过技术鉴定，1998年获教育部科技进步二等奖。

1992年，俎栋林教授和德国DESY实验室并行分别独立提出“CES”结构，用于设计北京TESLA加速腔，并发明腔的归一化方法，首次把世界各国（美、德、日、法、CERN、中）不同尺寸的同类腔形进行统一比较，证明了就关键参数来说以俎栋林教授设计的北京TESLA腔为最优，略微超过德国DESY建造小TESLA试验加速器用的腔。1993在美国粒子加速器会议上，俎栋林教授报告BEIJINGTESLABeijing TESLA腔的设计参数后，引起国外同行的认可和关注。世界级加速器专家、太电子伏超导直线加速器（TESLA）对撞机概念提出者(1967)Maury Tigner教授评价为“这个多胞超导腔腔形最佳化研究结果在以后直线对撞机设计及其它应用中十分有用，对国际社会有很大帮助”。1996-1997年，俎栋林教授在《高能物理与核物理》上发表一组文章，对国内深入了解RF超导加速腔和直线对撞机、发展RF超导技术有一定助推作用。中科院高能所正负电子对撞机二期（升级）所利用的技术正是RF超导技术。

1994年北大增设医学物理新研究方向，由于俎栋林独立研制过核磁共振NMR(NMR)高斯计，有较好的NMR理论、实验和工程实践基础，他被安排到医学物理方向，专注于医学核磁共振成像(MRI)研究。开始独立招收MRI方向研究生，开MRI研究生课程，写MRI讲义，经多年积累，终于2004年出版了国内第一本MRI研究生教科书。研究工作聚焦在技术人才奇缺的MRI物理和工程方面。旨在提高中华民族MRI高新技术企业的国际竞争力。譬如超导MRI柱形磁体、梯度、RF线圈设计，永磁MRI磁体、平面梯度、匀场线圈设计，MRI谱仪控制台等，培养了一批高水平研究生，成为MRI企业技术骨干。取得一批研究成果，有些达到国际先进水平。比如把设计有限尺寸MRI匀场线圈的目标场方法即逆方法发展到极致，使逆方法步骤和正方法一样操作，非常方便应用。

鉴于目前MRI硬件高端技术主要集中在GE、SIEMENS和PHILIPS三大跨国公司，国外高校MRI研究主要集中在培养MRI应用人才，俎栋林教授一方面致力于从国外引进高水平MRI学术人才，一方面聚焦于团结国内同行自己培养MRI物理和工程技术人才，着眼于支持国内MRI产业，期盼提高国家MRI制造业技术水平，增强其国际竞争力。相对于三大跨国公司，国内MRI企业还相当弱小，产品还处于低端。尽管如此，俎栋林教授认为，一个泱泱大国决不能放弃MRI这个朝阳行业，必须契之不舍，刻苦钻研，下大力气，把我国MRI水平不断提高，经过几代人连续不断的努力，使我国也能制造3T、7T等高端MRI产品，到本世纪中叶，达到中等发达国家水平。

目前，北京大学正在筹备MRI研究中心，千人计划引进高端MRI人才高家红教授作为中心主任，为此俎栋林教授感到非常欣慰。我们相信，我国MRI必将有一个光明灿烂的未来！

专家档案：

俎栋林，男，北京大学物理学院重离子物理研究所教授，博士生导师。1965–1970年在北京大学技术物理系核物理专业读书，1970年毕业留校任教。1977－1994年主要从事加速器物理和技术方面的研究，涉及“核磁共振（NMR）磁强计”研制、高稳定度高功率磁铁电流源改造、束流脉冲化系统加工预装和预调、4.5MV静电加速器高压测量地线等。1995年至今主要从事核磁共振成像（MRI）研究。培养MRI硕士、博士研究生十余名，协培几十名。近10余年发表论文100余篇，SCI、EI收录20余篇；出版著作154万字。