為廣泛調動科技工作者的積極性和創造性，全面反映湖北科技發展成就，營造良好的科技創新氛圍，湖北省科協組織開展了“2023年度湖北十大科技進展”遴選活動。經全省學會，高校、科研院所和企業科協等多渠道推薦，專家評審、院士投票、公示，確定“人體肺部氣體多核磁共振成像裝備”等十項科技進展為2023年度湖北十大科技進展，現公布如下：

1 人體肺部氣體多核磁共振成像裝備

肺，是人體“生命之樹”。然而，肺功能早期損傷檢測技術壁壘高，在傳統核磁共振成像檢查中，肺部猶如一個“黑洞”，對“肺部黑洞”的“探照”一直是全球最前沿的臨床技術難題。

中國科學院精密測量科學與技術創新研究院周欣團隊成功研制出可用于氣體成像的臨床多核磁共振成像裝備。該裝備一舉突破了肺部檢測中氣體密度低導致MRI信號極弱的瓶頸，成功“點亮”肺部，并于2023年獲批國家三類創新醫療器械。實現了單核向多核MRI系統的拓展，發現了CT無法探測的肺交換功能損傷、肺功能檢查（PFTs）不能獲取的局域功能信息，解決了臨床無創、無輻射、精準定量檢測肺部疾病的難題。該裝備已應用全國多家醫院，開展了新冠肺炎、慢阻肺、腫瘤等臨床應用，為肺部疾病的早期檢測提供了全新的醫學影像手段與策略，該裝備還將陸續升級為多核“彩色影像”，為人體疾病診斷提供“一雙慧眼”。

2 發現黑洞輻射的新現象

黑洞是宇宙中最神秘的天體，具有巨大的引力，任何光都無法逃逸出黑洞，但可以吸積周圍恒星的物質產生高溫的吸積盤及相對論性的噴流，在觀測上表現為變化的X射線和射電輻射，是研究強引力場和相對論物理的宇宙天然實驗室。

武漢大學物理科學與技術學院天文學系王偉教授和游貝教授團隊利用中國大型天文望遠鏡發現了黑洞輻射的新現象，直接揭示黑洞附近物質的運動和輻射規律，極大促進黑洞物理和相對論天體物理的研究，系列研究成果于2023年發表在國際頂級期刊。團隊利用世界上最大的天文望遠鏡中國天眼FAST對黑洞系統首次開展高精度的射電光變監測，發現銀河系中一顆黑洞存在周期為0.2秒的射電脈搏，該成果是在世界上首次觀測到黑洞亞秒級的射電準周期振蕩的現象，并揭示該現象與相對論性噴流直接相關，打開黑洞射電觀測新窗口；利用中國慧眼科學衛星，發現其來自黑洞噴流的射電輻射滯后來自吸積盤熱吸積流的硬X射線輻射8天，首次觀測到黑洞磁囚禁吸積盤（MAD）形成的證據，揭示了黑洞熱吸積流中的磁場輸運過程，有助于理解吸積盤大尺度磁場形成機制和MAD中的物理過程；利用流體力學數值模擬定量研究了銀河系中心四百萬個太陽質量的超大質量黑洞在一千萬年前的活躍特征，首次揭示星系周介質相對于銀河系存在明顯的橫向運動，從而影響銀河系的演化。

3 揭示水稻感知和抵抗褐飛亂的分子機制

稻飛虱是我國水稻生產的頭號害蟲，年發生面積達4-5億畝次，常常造成嚴重的產量和經濟損失。培育和種植抗褐飛虱水稻品種是綠色防治褐飛虱、確保水稻生產安全的有效途徑。然而，水稻如何抗蟲的分子機理一直不明，阻礙了抗蟲品種的培育。

武漢大學生命科學學院雜交水稻國家重點實驗室何光存教授課題組在成功克隆抗褐飛虱基因的基礎上，發現水稻抗褐飛虱基因編碼的受體BPH14與褐飛虱唾液蛋白BISP能特異性識別和結合，從而激活抗蟲信號通路；進而，BISP-BPH14與OsNBR1互作激發細胞自噬，精細調控水稻抗蟲反應與生長發育的平衡。研究結果2023年6月發表后獲得國內外廣泛關注，該成果為培育抗褐飛虱的高產水稻品種提供了理論基礎與基因資源，創制了抗蟲新種質和分子育種技術體系，在全國水稻育種單位廣泛應用，成效顯著，推動我國抗褐飛虱育種實現零的突破和快速發展。

4 利用基因編輯創制新型作物廣譜抗病基因

稻瘟病、稻曲病和白葉枯病等常年造成水稻減產及品質降低，其中僅稻瘟病年均可造成10-30億公斤產量損失，嚴重威脅我國糧食安全。培育和種植抗病品種是作物病害綠色防控最為經濟有效的措施。

華中農業大學李國田教授團隊利用人工誘變技術和全基因組測序技術快速克隆到水稻廣譜抗病基因RBL1，并運用多種技術揭示了水稻RBL1基因通過調控水稻磷脂代謝、參與病原菌特異侵染結構形成而介導廣譜抗病的新機制。該研究進而利用基因編輯技術創制了平衡廣譜抗病性與產量的新基因RBL1Δ12，該基因顯著增強對稻瘟病、白葉枯病和稻曲病抗性且不影響產量，在田間可提高稻瘟病抗性等級3級，病害發生時可減少約39%的產量損失，全國推廣應用可挽救8億公斤糧食，滿足1500萬人一年糧食需求。該基因在作物中高度保守，與傳統抗病基因相比能夠打破物種界限、快速推廣至其他作物的優勢，具有巨大抗病育種應用潛力。2023年研究成果發表并獲授權國家發明專利1項，對推動作物抗病育種、作物病害綠色防控，保障國家糧食安全有重要意義。

5 控制藍藻水華的非經典生物操縱理論及其成功應用

湖泊藍藻水華治理是一個耗資巨大且緩慢的過程，水華的生態控制更是世界性難題。湖北是千湖之省，藍藻水華頻發是社會關切的重大生態環境問題。

中科院水生生物研究所謝平團隊基于跨尺度的整合研究，創造性的提出了以濾食性魚類為核心的非經典生物操縱理論，將有害藍藻的生物控制轉變為一種人與自然良好共生的循環、可再生型的生產系統管理模式，是目前國內應用最廣的藍藻生物控制技術的理論基礎，為武漢市及全國富營養湖泊藍藻水華防控做出了突出貢獻。主要成果于2023年發表。該成果實現了從零到一的突破，解決了水污染防治中的一個重大科技難題，具有快速、穩定、綠色和經濟等優點，應用前景廣闊。

6 高鐵動車組走行部”安全狀態綜合檢測與診斷關鍵技術

我國高鐵已進入超大規模線網時代，運營里程超4萬公里，占世界70%。高鐵動車組核心安全部件“走行部”面臨運行速度高、連續運行時間長、載荷大、環境多變的嚴苛服役工況，一旦細微缺陷突變為部件失效，將導致嚴重的行車事故。

中鐵第四勘察設計院集團有限公司研究團隊對走行部的安全狀態在線監測、細微缺陷檢測及綜合診斷進行研究，取得了重大進展：一是提出了真實服役環境下走行部安全狀態高敏參數及其綜合檢測技術體系，指導了走行部安全保障基礎設施建設；二是突破了強背景噪聲干擾下的走行部微弱故障信號精準提取技術，研發了填補國內外空白的350km/h動車組走行部實時狀態車載監測系統；三是研制了適應走行部復雜外部廓形及內部缺陷的高精、高效成套檢測裝備，打破了高鐵領域高端檢測裝備的技術壁壘并實現銷售海外；四是開發了全球管控列車最多、數據量最大的走行部故障預測與運維管理平臺，實現了走行部故障預警與健康狀態定量評價。該研究成果在各鐵路局和主機廠全面應用，保障了4000余列動車組年均安全運行50余萬公里，形成了高鐵動車組走行部安全保障的“中國標準”。目前已產生經濟效益79億元，在湖北省相關領域創造了大量就業崗位。

7 婦科惡性腫瘤精準診治體系的建立與轉化應用

占據婦女“半邊天”的婦科惡性腫瘤是嚴重危害我國婦女健康的重大疾病，包括最常見的宮頸癌和最難治的卵巢癌。

為實現婦科惡性腫瘤患者長生存的終極目標，華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院高慶蕾教授和馬丁院士團隊，研發了首個基于液相捕獲-高通量測序技術的高危HPV整合檢測試劑盒，開發了可有效預測宮頸癌對免疫治療響應性的評分系統，首創了溶瘤腺病毒創新基因治療技術精準治療耐藥婦科腫瘤患者，并撰寫中國第一個卵巢癌行業標準，建立“女媧”大數據平臺，服務于全國170家醫院的卵巢癌單病種質控建設，實現了婦科腫瘤患者手術聯合優化的治療方案顯著改善患者長期生存。上述系列臨床轉化成果打通了“臨床-科研-轉化-再臨床”通道，獲批國家藥監局創新藥臨床試驗審批3項，應用至全國60余家大型三甲醫院。2023年相關成果寫入《中國婦科腫瘤臨床實踐指南》。

8 大型復雜碳化硅構件整體增材制造成套技術

碳化硅屬于難加工材料，其大型復雜構件廣泛用于國家重大戰略裝備。

華中科技大學史玉升教授團隊提出碳化硅復合粉材的制備及其大型復雜構件的增材制造創新思路，采用增材制造技術整體成形復雜預制體，通過碳纖維強化和反應熔滲致密化獲得復雜碳化硅陶瓷基復合材料構件。從材料、軟件、裝備和工藝等方面開展系統研究，突破了增材制造專用碳化硅陶瓷復合粉材的溶液包覆制備方法、多激光協同掃描的增材制造數據處理與工藝規劃軟件、復雜碳化硅陶瓷構件增材制造裝備等關鍵技術，創建了大型復雜碳化硅陶瓷復合材料構件整體成形的材料-軟件-裝備-工藝成套技術，在2023年實現了直徑1.6米多的復雜碳化硅渣漿泵葉輪的整體制造，渣漿泵葉輪的輸送磨蝕性、腐蝕性和使用壽命為特種合金渣漿泵的6-8倍，縮短其制造周期60%以上。解決了大型復雜碳化硅陶瓷構件整體制造的世界性難題，引領了其發展方向。

9 寒區隧道凍融損傷破壞機理與防控方法

我國是世界上凍土面積分布最大的國家之一，受凍融影響的區域占國土總面積七成以上。在高海拔、嚴寒地區，隧道凍害易導致其內設備掛冰、襯砌剝落、甚至冰塞廢棄等嚴重破壞，嚴重威脅寒區隧道安全與高效運營。

中科院武漢巖土力學研究所陳衛忠、譚賢君研究團隊，針對隧道凍害機理復雜，防寒保溫層設計理論尚不完善等問題，首次在試驗室成功獲取了巖體內水分凍結過程中的“過冷”溫度和凍融循環過程中“滯回曲線”演化規律；提出了臨界凍結孔徑、未凍水膜厚度和過冷溫度理論計算方法，建立了新的具有明確物理意義的巖體凍結狀態計算模型，提升了巖體未凍水含量認識水平；建立了“冰梁形成→冰楔滑移→裂紋擴展”的三階段凍脹力演化模型，系統揭示了低溫及凍融循環作用下巖體損傷演化機理；提出了寒區隧道圍巖和支護結構多場耦合凍脹破壞理論，實現了對既有寒區隧道凍脹理論的有益補充；首創了基于時均化湍流模型和溫度壁面函數法的寒區隧道“氣-固”耦合風溫場求解方法，構建了防寒保溫層定量設計理論，實現了寒區隧道防寒保溫層科學設計。2023年發表論文12篇，獲授權美國發明專利2項、中國發明專利5項。研究成果指導了黑龍江虎峰嶺隧道、吉林拉法山等隧道的凍害評估與處治方案制定，產生了顯著的經濟與社會效益。

10 互聯網智能遙感衛星關鍵技術及應用

互聯網智能遙感衛星是將遙感衛星接入衛星通信和地面通信的融合網絡，通過軟件定義、人工智能和在軌實時處理等技術，實現從原始數據獲取到用戶終端遙感信息實時智能服務，是國家重大戰略需求和世界科技前沿。

武漢大學李德仁院士、王密教授團隊圍繞衛星遙感系統“響應快、處理準、服務靈”的三大核心目標，經過近十年技術攻關，首創互聯網智能遙感衛星直接服務手機智能終端的遙感信息服務模式和服務架構，創立了星地協同的“校正－提取－壓縮”在軌處理技術體系，突破了“多模、開放、智能、互聯”光學智能遙感衛星鍵技術，在航天東方紅衛星有限公司等單位共同努力下，研制并發射全球首顆互聯網智能遙感衛星（珞珈三號01星，2023年1月15日發射），率先實現面向移動終端的“快、準、靈”遙感信息服務，推動了遙感技術從事后到實時、從專業到大眾的跨越式發展。珞珈三號01星為全國科研單位提供開放實驗驗證平臺，實現了機場飛機、港口船舶、道路車輛監測、城市三維實景構建、全球熱點區域衛星視頻發布等多樣化智能遙感信息服務，在智慧城市、應急救災等10余個領域與行業中取得成功示范應用。此外，珞珈三號01星的成功發射與創新應用，牽引了約185億元的“東方慧眼”商業遙感星座立項和工程實施，有力推動了我國智能遙感衛星商業化發展。

來源: 科普湖北