在一项引人注目的成就中，英国生物样本库（UK Biobank）已经完成了世界最大的全身成像项目，扫描了10万名志愿者的大脑、心脏、腹部、血管、骨骼和关节。如此规模的扫描向我们展示了人们身体老化过程中的变化，使我们能够了解生病的时间、原因及机制。
自2015年以来，英国生物样本库的成像数据分批发布，世界各地的科学家正在利用这些数据开发针对重大疾病（如心脏病、痴呆症和癌症）的更好诊断测试。很快，经过批准的研究人员将可以访问来自10万名志愿者的超过十亿张去标识化图像。结合英国生物样本库过去15年来收集的关于生活方式、病史、遗传学和血液蛋白的信息，这些成像数据使得研究人员以前所未有的方式看到我们生活的各个方面如何影响健康。
到目前为止，已有超过1300篇基于英国生物样本库成像数据的同行评审科学论文发表。这些研究成果已经在英国国家医疗服务体系（NHS）和其他地方改进了患者护理。例如：
- 英国各地的NHS记忆诊所现在使用从英国生物样本库开发的流程来分析脑磁共振（MR）图像，帮助更准确地诊断痴呆症。
- 由于临床医生使用了一种基于英国生物样本库数据开发的人工智能工具，在不到一秒的时间内分析心脏扫描图像——而过去需要将近四分之一小时——从而改善了心脏护理，节省的时间可用于处理最需要关注的病例。
经过11年时间，10万次每次持续约5小时的成像预约，以及超过6000万英镑的投资，英国生物样本库达到了这一具有里程碑意义的时刻。
“这个成像项目的前所未有的规模——比之前任何项目大10倍以上——使科学家能够看到此前无法观察到的疾病模式。当初收集10万名志愿者的扫描数据似乎是一个遥不可及的梦想……一些专家甚至怀疑我们是不是多加了一个零！这项大规模成像项目让不可见变为可见。更重要的是，通过将这些来自身体不同部位的图像与我们的志愿者提供的所有遗传和生活方式信息相结合，科学家们对我们的身体运作机制有了远超以往的理解。”
罗里·柯林斯爵士，教授，首席研究员兼英国生物样本库首席执行官
在每次检查过程中，每位志愿者接受了超过12000张大脑、心脏和腹部的磁共振（MR）图像扫描，以及测量骨密度和体脂的全身扫描和颈动脉超声波检查。每位志愿者还提供了与他们大约15年前首次加入英国生物样本库时相同详细的数据，包括生活方式信息、身体指标（如身高、体重和握力）以及一份血样。“我参加成像检查是因为我想帮助创造一个更加健康的未来让大家共享。这就是为什么我早在15年前就志愿成为英国生物样本库的一员——为那些努力造福后代的科学家提供帮助。”英国生物样本库参与者咨询小组成员艾莉森说。
如此规模的成像数据为罕见疾病和常见疾病的各个阶段提供了更多信息。科学家还可以更好地比较健康身体与患有多种疾病的身体，最终找到更强大的疾病标记。“英国生物样本库的成像研究永远改变了生物医学研究的格局。海量数据推动了计算机图像分析的重大进展。现在研究人员可以在几秒钟内测量几乎每个人体器官和组织的大小、形状和组成，而不是每人才需数小时。”西敏斯特大学代谢成像教授路易丝·托马斯教授说。
除了目前对患者的直接影响外，这些成像数据还在推动发现性科学研究，这将带来新的诊断测试和治疗方法。其中包括：
- 开发一种人工智能模型，该模型可以根据个人的年龄、性别、体重和身高创建一个个性化的心脏健康版本，可用于识别患者实际心脏与其健康模型之间的差异，并及早发现潜在的心脏疾病迹象。
相关研究揭示了以下成果：
- 揭示CT扫描过度使用可能导致美国每年新增癌症病例的二十分之一。
- FEMI技术有助于更准确地预测试管婴儿结果。
- CellVoyant公司利用AI驱动的技术展望细胞疗法的未来。
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- 揭示我们的器官在生物学上可能比实际年龄更老，这样医生就可以查看某人的身体扫描和临床数据，以确定哪些器官面临患病风险，并找到预防方法，最终延长寿命。
- 揭示心脏和大脑之间连接的新方式。例如，心脏结构的变化如何增加患精神障碍（包括抑郁症）的风险。这对理解脑部疾病至关重要。
- 强调如何用MRI扫描替代侵入性外科手术来诊断和监测一种常见的疾病称为脂肪肝病。
- 结合磁共振图像和其他健康数据并利用人工智能，预测38种疾病的早期发作，展示先进技术在症状出现前就能预见健康风险的能力。
- 显示每天消费一至两个酒精单位与潜在有害的大脑尺寸和结构缩小有关，这可能会增加记忆力减退和痴呆症的风险。
- 揭示具有相同BMI的人根据其基因以非常不同的方式储存脂肪——有些会增加糖尿病和心脏病等疾病的风险，而另一些则具有保护作用。
- 使用DEXA扫描发现，每10名没有其他症状的中年人中就有1人在主动脉（人体主要血管）的腹部区域存在钙化，这是一种被广泛忽视的致命状况。
如此规模的数据正在解锁使用机器学习来预测疾病的机会，这些疾病在症状开始前几年就能被发现。“英国生物样本库的魅力在于从慷慨志愿者那里收集数据的广度，而成像扫描增加了另一个层面的精致细节。最近的一项研究使用了2万名参与者的脑成像数据，以及活动监测和遗传数据，开发出一种人工智能工具，可预测谁可能会患上阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。我迫不及待想看到10万人的成像数据将揭示什么！”英国生物样本库成像工作组主席保罗·马修斯教授说。
该项目还通过将磁共振图像转化为非影像领域研究人员（包括较不富裕国家的研究人员）也能使用的数据，实现了全球范围内对成像数据的民主化访问。“我们收到了来自世界各地研究人员的令人难以置信的反馈，他们正在以前所未有的方式使用成像项目的发现。”英国生物样本库首席科学家娜奥米·艾伦教授说。
英国生物样本库的成像项目于2014年启动试点，有超过7000名志愿者接受扫描——当时这是一个创纪录的数量。主阶段于2016年开始，邀请英国生物样本库50万名志愿者中的10万人前往全国四个专用成像中心之一进行为期5小时的成像检查。该项目继续邀请英国生物样本库的志愿者参加超过10万人的目标之外的成像检查。
2022年启动了成像项目的第二阶段，旨在至少在第一次成像检查两年后，对这10万名已扫描参与者中的6万人进行重复成像。该项目正在进行中，预计将在2029年完成。
英国生物样本库的数据通过安全的基于云的英国生物样本库研究分析平台（UKB-RAP）分阶段发布给经批准的研究人员。预计到2025年底，所有10万名参与者的成像数据都将提供给研究人员。
来源：
英国生物样本库
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