氘代谢成像通过追踪氘标记的代谢物（如葡萄糖、水），能够无创、动态地绘制活体组织内的代谢图谱，对肿瘤研究、神经科学（如阿尔茨海默病）、药物开发等意义重大。5T超高场系统是当前唯一获批用于全身临床研究的超高场磁共振，它相比临床常用的1.5T/3T系统，能显著提升信噪比和波谱分辨率，尤其适合探测氘等低灵敏度核素。

团队自主研发并搭建了先进的代谢磁共振成像平台（图1），创新性地提出了一种基于氮化镓高电子迁移率晶体管的超宽带高效率高线性功率放大器设计方法，包括功率放大器多目标优化负载牵引技术、超宽带功率合成器电感补偿技术和基于频率识别的自适应线性化矫正技术等。成功设计了一款工作频率范围为30 MHz-300 MHz、输出功率达2 kW的宽带高效率高线性功率放大器，集成并优化了代谢成像能力。该平台解决了超高场宽带系统集成、快速切换、精准调谐匹配等核心挑战，为5T氘代谢成像奠定了坚实基础。

利用该创新平台与方法，团队首次成功在5T系统上获取了高质量的人体大脑（图2）和小腿（图3）的氘代谢波谱成像结果：

另外，团队与深圳鼎邦生物科技有限公司联合研制的新型氘标记葡萄糖探针 [2,3,4,6,6'-2H5]-葡萄糖，相较于目前常用的[6,6'-2H2]-葡萄糖，具有更高的氘取代率。这一特性使其能够提供显著提升的信噪比（SNR），并具备潜在的临床剂量降低优势，量产成本仅有进口试剂的五分之一到十分之一。利用该探针，团队成功实现了活体糖酵解代谢动力学参数的精准定量（图4）。

通过动态氘磁共振波谱与模型拟合，清晰描绘了肿瘤组织中葡萄糖、水、谷氨酸盐+谷氨酰胺（Glx）及乳酸的信号强度动态变化曲线。结果有力证实了氘代谢成像技术能够准确量化肿瘤内葡萄糖代谢产物浓度，显示出肿瘤对有氧糖酵解代谢途径的特殊偏好（Warburg效应），并实现糖酵解通量在体测量。

这项突破性成果已发表于磁共振代谢成像领域权威期刊 NMR in Biomedicine，并被遴选为当期封面文章。它为未来将此类高性能新型氘代谢探针应用于人体研究，实现对疾病（如肿瘤）代谢特征（如糖酵解水平）的更精准、无创评估，奠定了坚实的科学基础与可靠的方法学保障。

团队此次基于全球唯一获批的全身5T超高场系统成功实现氘代谢波谱成像，是超高场磁共振技术和代谢成像领域的一项里程碑式突破。它不仅验证了技术路线的可行性，更开启了在超高分辨率下探索生命体复杂代谢奥秘的新篇章，具有深远的科学价值和广阔的临床应用前景。