向著生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域前沿進(jìn)發(fā)(講述·弘揚(yáng)科學(xué)家精神)

人物小傳

王明時(shí),1935年生,黑龍江人,天津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所、傳感工程研究所原所長(zhǎng),博士生導(dǎo)師。王明時(shí)主持完成腦科學(xué)研究、激光平衡機(jī)等25項(xiàng)科研成果,提出基于腦—機(jī)接口的大腦狀態(tài)磁場(chǎng)調(diào)控技術(shù),為我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科和腦科學(xué)研究作出貢獻(xiàn),曾獲國(guó)家發(fā)明獎(jiǎng)2項(xiàng)。

 

精神矍鑠、談吐儒雅、思維活躍……這是今年89歲的天津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程研究所、傳感工程研究所原所長(zhǎng)王明時(shí),留給記者的第一印象。

“我一直堅(jiān)持的科研態(tài)度,就是緊跟國(guó)際上生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的研究前沿,探索腦—機(jī)接口研究領(lǐng)域新方向?!蓖趺鲿r(shí)說。

在生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域,王明時(shí)主張將人工智能技術(shù)發(fā)展與人腦研究相結(jié)合,探索更大的學(xué)科發(fā)展空間。從研究臨床醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)儀器,到融合腦科學(xué),王明時(shí)從醫(yī)學(xué)與工程學(xué)的結(jié)合出發(fā),向著探索生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域前沿進(jìn)發(fā)……

敏銳地意識(shí)到新技術(shù)潛力,牽頭組建天津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)

為何選擇生物醫(yī)學(xué)工程研究領(lǐng)域,王明時(shí)的答案是“巧合”。

上世紀(jì)50年代,王明時(shí)進(jìn)入當(dāng)時(shí)的北京航空學(xué)院攻讀自動(dòng)控制系傳感器專業(yè),并被選入新中國(guó)自行研制的第一架輕型旅客機(jī)“北京一號(hào)”設(shè)計(jì)組。60年代,天津大學(xué)啟動(dòng)航空儀表專業(yè)的建設(shè),王明時(shí)負(fù)責(zé)教授“鐘表測(cè)量?jī)x器”課程。接下來的10多年,他潛心研究精密儀器?!斑@些經(jīng)歷,為后來研究生物醫(yī)學(xué)工程打下了基礎(chǔ)?!蓖趺鲿r(shí)說。

70年代初,國(guó)際上研發(fā)出用于監(jiān)護(hù)危重病人心臟的護(hù)理系統(tǒng),可以監(jiān)測(cè)心率、血壓等指標(biāo)。王明時(shí)敏銳地意識(shí)到這些技術(shù)將有巨大的潛力。“倘若將先進(jìn)技術(shù)與醫(yī)學(xué)儀器相結(jié)合,會(huì)不會(huì)改變醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的面貌?能否組建一個(gè)新的學(xué)科,專攻生物醫(yī)學(xué)工程?”王明時(shí)回憶當(dāng)時(shí)的想法。

1978年7月,全國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科規(guī)劃會(huì)在天津市薊縣舉辦,王明時(shí)隨后撰寫了“建議在天津大學(xué)籌辦生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)”的報(bào)告,并當(dāng)面遞交給時(shí)任天津大學(xué)校長(zhǎng)李曙森。李曙森當(dāng)即決定:“明天,你就從精儀系調(diào)出,專門籌辦生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)?!?/p>

建設(shè)新專業(yè)談何容易。起先,參與組建新專業(yè)的老師們被分到了一間狹小的辦公室里,十分擁擠,天氣熱時(shí)大家就會(huì)滿頭大汗。幾張不大的辦公桌上,大家不僅擠著辦公,還堆放了許多研究?jī)x器。

“要給大家爭(zhēng)取到更好的工作場(chǎng)地?!庇谑?,王明時(shí)向熱工系教研室借來了一間地下室,用于科研工作;又從物理系借了3間辦公室,作為教學(xué)、活動(dòng)空間……

開展多項(xiàng)研究,推動(dòng)相關(guān)技術(shù)從理論研究走向臨床應(yīng)用

新專業(yè)組建后,王明時(shí)開始考慮專業(yè)課程設(shè)置問題。生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)是一門交叉學(xué)科,醫(yī)學(xué)與工學(xué)的融合是關(guān)鍵,學(xué)生不僅要掌握光、電、機(jī)等工科基礎(chǔ)理論,還要學(xué)習(xí)生理、臨床等醫(yī)學(xué)知識(shí)。

王明時(shí)請(qǐng)來內(nèi)科、外科、放射科等科室的醫(yī)生,探討生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)課程的教學(xué)大綱和授課方案,并邀請(qǐng)醫(yī)學(xué)院的教師為新生授課。此后,王明時(shí)與醫(yī)學(xué)專家的合作漸漸增多。

80年代,中國(guó)工程院院士、天津醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)吳咸中逐漸意識(shí)到醫(yī)學(xué)儀器對(duì)提高醫(yī)生診斷效率和準(zhǔn)確率具有重要作用,想與王明時(shí)開展合作,研究一款能快速判斷急腹癥的儀器。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)研判,王明時(shí)用傳感器獲取腸鳴音信號(hào),再用專業(yè)軟件進(jìn)行分析,研發(fā)出腸鳴音分析儀。這次經(jīng)歷讓王明時(shí)更加深刻地認(rèn)識(shí)到,精密儀器在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間。

在一次學(xué)術(shù)交流中,王明時(shí)接觸到了腦科學(xué)領(lǐng)域。1986年,剛完成生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)科建設(shè)的王明時(shí),開始在天津大學(xué)探索腦科學(xué)與精密儀器相結(jié)合的研究課題,包括磁共振腦白質(zhì)的神經(jīng)纖維成像、腦電編解碼、腦—機(jī)接口應(yīng)用等研究。

2006年,王明時(shí)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了面向癱瘓患者的輔助康復(fù)系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,天津大學(xué)神經(jīng)工程團(tuán)隊(duì)在2014年推出人工神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人——“神工一號(hào)”,實(shí)現(xiàn)了大腦皮層與肌肉活動(dòng)的同步耦合。這些研究成果使腦—機(jī)接口技術(shù)從純理論研究走向了臨床應(yīng)用。

耄耋之年依舊關(guān)注學(xué)科發(fā)展,培育科研人才接續(xù)攻關(guān)

在天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部大樓112室的先進(jìn)光學(xué)成像實(shí)驗(yàn)室,一臺(tái)臺(tái)精密的光學(xué)設(shè)備前,五六名年輕人正在忙著做試驗(yàn)。

“這個(gè)實(shí)驗(yàn)室是先進(jìn)光學(xué)成像實(shí)驗(yàn)室,依托天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部,專注于光學(xué)顯微鏡成像技術(shù),打造國(guó)產(chǎn)高端顯微儀器產(chǎn)品……”天津大學(xué)先進(jìn)光學(xué)成像實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、醫(yī)學(xué)部青年教師柳鵬飛介紹。

“醫(yī)學(xué)部建立的基礎(chǔ)是以腦—機(jī)接口為主要研究方向的一系列實(shí)驗(yàn)室,但若全部是腦—機(jī)接口研究相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室,未免過于單一。這個(gè)實(shí)驗(yàn)室很好地彌補(bǔ)了光學(xué)成像研究的缺失,能夠給神經(jīng)科學(xué)和其他基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究提供很好的研究工具和思路?!蓖趺鲿r(shí)介紹。

看到這個(gè)由他推動(dòng)建立的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科如今的科研情況,王明時(shí)很欣慰,“我們就是要瞄準(zhǔn)最新的學(xué)科前沿?!?/p>

“王老師的淵博學(xué)識(shí)和人格魅力深深影響了我?!蓖趺鲿r(shí)的助理、天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部助理研究員陳元園說,王明時(shí)一直關(guān)注著腦科學(xué)研究最新動(dòng)態(tài),并常常與大家交流、探討。

王明時(shí)的學(xué)生高偉,1999年考入天津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)儀器專業(yè),研究生階段跟隨王明時(shí)參與腦科學(xué)研究。高偉回憶,為了開展對(duì)腦白質(zhì)內(nèi)神經(jīng)纖維重建的研究,王明時(shí)帶領(lǐng)高偉等學(xué)生四處查閱資料、請(qǐng)教專家,大家經(jīng)常在實(shí)驗(yàn)室工作到深夜。

“怎樣從數(shù)據(jù)中提取白質(zhì)神經(jīng)纖維的走向?大腦各功能區(qū)怎么連接?一切都要從零開始。”高偉說,團(tuán)隊(duì)用了兩年時(shí)間,終于將大量的磁共振數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可視的腦白質(zhì)神經(jīng)纖維信息?;谶@個(gè)研究成果,王明時(shí)團(tuán)隊(duì)提出了一種新的重建算法,從而更好地反映腦白質(zhì)神經(jīng)纖維的分布情況。

2023年7月3日,在天津召開的首屆腦—機(jī)接口大會(huì)上,王明時(shí)獲得腦—機(jī)接口“華瑙學(xué)者獎(jiǎng)”“終身成就獎(jiǎng)”。

培養(yǎng)碩士、博士研究生60余人,主編參編專著10本,發(fā)表論文200余篇,科研成果獲得多項(xiàng)國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)……從1978年參與創(chuàng)辦天津大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科以來,王明時(shí)全身心投入科研和教學(xué)工作,培養(yǎng)了不少優(yōu)秀科研人才?!凹夹g(shù)的迭代創(chuàng)新,需要一代代科研工作者接續(xù)努力?!蓖趺鲿r(shí)說。

 

記者手記

堅(jiān)持創(chuàng)新不止步

走進(jìn)王明時(shí)家中,10余幅老先生自己創(chuàng)作的油畫掛滿墻壁。天馬行空的想象、細(xì)膩凝練的線條、層次分明的色彩,勾勒出王明時(shí)對(duì)腦科學(xué)發(fā)展未來的展望。

幾十年來深耕生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域,帶領(lǐng)學(xué)生參與腦—機(jī)接口研究……一路走來,王明時(shí)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷推動(dòng)相關(guān)技術(shù)迭代演進(jìn),堅(jiān)持創(chuàng)新不止步。如今,新技術(shù)新手段極大地促進(jìn)了我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)發(fā)展,背后離不開很多像王明時(shí)一樣的科研人員的接續(xù)奮斗、持續(xù)攻關(guān)。相信,在一代代科研工作者的共同努力下,我國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科以及腦科學(xué)研究一定會(huì)取得更大的進(jìn)步。

《 人民日?qǐng)?bào) 》( 2024年04月03日 06 版)

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