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吴开杰:体验信息科学与生命科学的交融
发表时间:2014-03-10 阅读次数:1991次

        新年伊始,我转入电信学院自动化系,有幸成为这个大家庭的一员。

        尽管我的专业背景一直是生物医学工程,但是对精密仪器、信息科学一直饱有兴趣。这种转变就犹如漫长人生道路上,踏入另一个五彩缤纷的环境,充满崇敬,充满憧憬。

        作为一个闽北的学生,93年北上天津,进入天津大学精密仪器与光电子工程学院,在生物医学工程系从本科到博士一待就是十余年。有曾想来,如果稍不经意我也许就会变为地地道道的北方人。然而,根在南方,希望也在南方,最后还是选择的上海。

        大学学习期间,有一次去医院检查身体。作为生物医学工程专业学生,本能地关注了医院仪器,发现90%仪器都是依赖国外进口。从此坚定了从事医疗仪器研发的信心。

        在天津的十年是漫长的,学习和生活是枯燥的。最让我庆幸的是,光阴流逝并没有磨灭我对医疗仪器与信息科学的兴趣,我一直梦想成为光、机、电的主宰。机遇也成全了我,本科期间比较早地就接触了TI  C5000系列DSP、NI软件与仪器(Labwindows CVI),硕士期间与日本北海道大学的留学教师一起研究了人工耳蜗的语音识别和声调调节,博士期间搭建了光学领域最热门的频域相干层析成像系统(OCT)。人工耳蜗能为耳聋患者带来声音,OCT能够检查患者的眼底视网膜病变。科研经历使自己得到了锻炼,学会一切依靠自己,点点滴滴造就更大的成果。

 

上海交通大学博士后与留校

        博士毕业后,有幸认识了上海交通大学生物医学工程系973首席任秋实教授,加入了他的团队,开始从事视觉假体研究。在2008年,大脑逆向工程被美国工程院列为21世纪工程领域14大挑战之一。它的研究目标为:建立机器与生物体的和谐接口,用人工器官替代人体受损的器官,修复和拓展人体的机能。以视觉功能修复为代表的大脑逆向研究已成为生物医学工程领域新热点。在此期间,开展过视觉电生理研究、多通道微电流刺激器的设计与开发、微电极阵列的制备与加工、视觉图像处理与编码等研究工作。然而,自己最关注的是集光机电为一体的神经假体硬件研发。

 

了解仪器,开发仪器

        在视觉电生理研究中,掌握了TDT System III多通道电生理记录与刺激仪器的使用与编程。2007年的整个夏天,与学生一边做动物实验,一边进行TDT多通道记录程序的修改与完善,终于实现了稳定的、有效的神经电生理信号的记录。在此过程中,与学生建立了深厚友谊。即使多年以后,学生还一直回忆当年的踏实的学习生活。

        2008年引进了国外TBSI ASIC神经刺激器,采用基于NI Labview开发的测试软件和NI数字控制卡进行刺激脉冲控制。测试软件一直是软肋,除了简单测试,基本无法用于电生理实验。软件源码报价4万美元,这极大触发了我开发自主软件的兴趣。通过阅读产品手册,使用逻辑分析仪多次测试数字控制信号,在进行合理逻辑分析之后,终于编写基于NI Labwindows的增强功能神经刺激器控制软件。此后,该套便携式多次在神经电生理实验中得到应用,最新的应用是研究电刺激条件聚苯胺修饰神经电极对大鼠视网膜蛋白质吸收和过氧化反应,相关结果发表国际专业杂志上。在多年视觉信息处理、嵌入式系统、人机交互研究的基础上,构建基于Class-E的无线能量和数据传输平台,研发了可植入视觉刺激器装置。希望终有一日,这些研究成果能够应用于盲人视觉功能修复。

 

大仪器、大思维

        为什么西医发展比中医发展快,一个主要的原因是它注重运用了现代科学技术,尤其是高精密仪器的信息检测、分析、筛选,例如流式细胞仪、共聚焦显微镜、质谱仪等。随着21世纪信息科学的快速发展,面向医疗领域的科学检测仪器也注定迎来新的春天。在仪器研发这条路的成长过程中,也体验到了要获得更大的仪器关键技术创新,必须融合更多不同专业背景的人,进行科研协作。

        随着国家经济、科研实力的不断增加,从国家和行业的多个层面,已经认识到我国科学仪器研发的薄弱,并通过多种渠道去改变这一局面。自己有幸参与了这一进程。经过两年多方的努力,与自动化系的老师合作,成功申请了国家重大科学仪器设备开发专项,在未来的五年,将倾注全力研发新一代数字化高分辨率病理扫描成像仪器。

        希望借助自动化系这个平台,众志成城,与大家共创仪器科学的美好未来。

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