青春人物 | 上海市优秀毕业生——禹婧祎
发布时间:2021-04-12 23:50:00





个人经历简介

曾获研究生学业奖学金一等奖;

2018-2020 国家助学金;

第六届“钱学森杯”一等奖等荣誉;


曾担任第二届中国国际进口博览会志愿者;

2019-2020 上海余德耀美术馆志愿者;

2018-2019 澳门威尼斯最网址研究生会文体部干事。


曾参与“一种基于两阶段空间映射的组织血氧成像检测方法”、“ 一种显示血流信息的手术显微镜系统及成像方法”、“ 一种手术显微镜系统”等发明,发表会议论文一篇。

回溯

匆匆,匆匆,这些日子里似乎总是脚步匆匆,话语匆匆。一阵淅沥的雨和随之而来的突然降温才让人惊觉,2020年已然接近尾声。这一年好像过得尤其快,让本就不长的两年半研究生时光愈发珍贵起来,念起第一次走进交大在庙门前与这座优秀历史建筑合影,宛如梦一场。在实验、论文和求职信息的裹挟之中,安安静静地给自己这两年多的日子尝试总结,确也难得。成长成才故事么,更不如说是经历吧。

最早的印象当是夏令营了吧,还记得要早早起床参观实验室连酒店丰盛的早餐都没来得及好好享用。当然也是在夏令营,遇到了现在的导师童善保教授,在交流中不仅对实验室的研究方向和技术方法产生浓厚的兴趣,更感受到了老师对科研工作的热情和生医工未来发展的期待,希望你在实验室能把科研做得开心。简简单单的一句话不知不觉中贯穿了我的整个研究生生活,并且一直记到现在,渐渐理解为什么科研本就该是一件开心的事情,也发现如何能让自己的科研变得开心。码代码做实验的过程自然免不了枯燥,但这时候想一想这行代码的目的是要计算什么、这组实验的结果是为了证明什么,它们能解决哪些真正的医学问题带来哪些实际的改进,就会觉得甚至花费一个小时的时间去debug也是极有意义的。有幸最终通过夏令营考核,获得了推免资格成为真正的交大生医工人。有趣的是,两年后我也作为夏令营的志愿者带领新一届的学弟学妹们在学院参观交流,安排面试,看他们或紧张或激动,便也不由地想起自己当年相似的体验和感受,莫名觉得很可爱。

接触实验室的研究工作其实从未入学前就开始了。为了更快的熟悉和了解课题组,我选择了在实验室开展本科毕设工作,实际地参与到课题当中,在嵌入式散斑血流成像系统的开发中承担一部分算法实现工作。从阅读历年实验室发表的文章开始一点点了解激光散斑成像技术的原理和各种算法,到自学嵌入式Linux系统下基于GPUCUDA编程实现不同的算法完成对图像的高速实时处理,不但掌握了新的编程技能,深入了解了课题组核心的成像技术,锻炼自己解决问题的能力,更在和师兄师姐的接触中初步体会到研究生的生活,在课题参与中感受科研工作是如何开展的。最终,我完成了在Linux嵌入式系统下使用GPU加速的图像处理算法程序的编写,并在师兄师姐的帮助下利用这一系统进行大鼠的成像实验以验证系统功能。这当是算作我第一次比较完整地参与到科研了吧,看到我们把以前复杂的成像系统简化为便携式设备,并且达到相似的成像效果,拥有更广泛的临床应用场景,便真心觉得自己所学的专业是能够对解决实际医学问题产生莫大帮助的。


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第一年最多的精力自然是放在了专业课程的学习上,相较于本科课程的广泛性和通识性,研究生期间的课程更加深入和专业,让我更多地了解了神经科学与工程这一方向所关注的问题和前沿的研究进展。李瑶老师的“神经影像学”带我们走进了脑科学的世界,探索各种功能性脑成像方法,FNIRLSCIVSDIMRIMRS,从原理到算法到实际应用再到前沿探索,老师深入浅出的讲解让课程丰富有趣,当然李老师的个人魅力也是吸引我们的一大因素,某种意义上可以说是我心目里女性科研工作者的榜样之一了吧。孙俊峰老师的“生物医学信号处理”、陈垚老师的“视觉认知神经科学”也都从不同的角度带我们深入了解神经科学,不止是单纯的传输知识,更多在引导我们自己从最新的或最经典的科学文献中主动探索,经历了不少难懂的文章和从未见过的实验设计,现在想想也正是那段时间无形中学习了很多课题研究的思路和方法,对之后的工作起到了潜移默化而又深远的影响。学院组织的“学术报告会”也令我印象深刻,每周都有机会了解一些不同领域所关注的实际问题和创新的科研工作,童老师常跟我们说,多听报告是丰富自己拓展思路的一大捷径,也许从毫不相关的角度就能对自己的研究产生启发,从强迫自己听进去一些陌生的名词到逐渐开始思考并提出问题,也算是一项不错的长进吧。

选修的课程便越发广泛了,Daniel和郭妍老师的“癌症研究、诊断和治疗”满足了我长久以来对癌症的好奇心,也体验了一把外籍老师上课不同的风格;杨国源老师等的“神经生物学”给偏工科实践的我们丰富了生物学上的基本理论和实验方法。最最难忘的还要属杜一平老师的“磁共振成像技术及应用”,我们常常调侃自己是在用三倍于必修课的精力在上这节选修课,随堂作业、操作实验、小组展示、期末考试,一堂课集齐了所有考核方式;从基础的MRI原理和应用,逐渐深入到各种成像序列的特点,杜老师讲课时的热情我现在都能感受得到,我们也通过一次次地预习复习查阅资料和请教助教,从最初连激发脉冲的带宽都算不明白的阶段,渐渐过渡到能分清不同序列所产生的不同成像效果,到最后能用梯度回波序列设计出我们自己的3D成像方案,在原先并不熟悉的领域收获满满的成就感。还记得有一次做完实验已然日暮,我们看着天边映了一片红彤彤的落日,不约而同道,看,像不像磁共振实验的水膜,哈哈,一点点心酸又很多点有趣。当是没有辜负自己的认真和努力,在学年末取得了还不错的课业成绩,并连续获评了研究生学业一等奖学金。

MED-X研究院204和文选医学楼507

这是我的实验室、办公室和科研开始的地方。研一比较早的时候其实就大致确定了科研方向,作为负责人之一参与术中多模态成像手术显微镜系统的样机研发。散斑成像设备已经在实验室研究了很多代,成熟的商业化产品也已经有不少,但与手术显微镜的结合鲜少有研究涉及,在查阅文献时了解到有课题组在手术场景中应用散斑血流成像技术进行手术辅助的尝试,但距离真正集成化的系统和产品仍有很大差距。和神经外科医生的交流更让我发现,临床上对于手术显微镜的需求已远远超出传统的组织形态学放大功能,如果我们能为它增加实时的血流、血氧情况等功能性生理指标,将能够更好的辅助手术操作,改善患者愈后。这让我觉得自己在负责一项极有意义的工作,当然从实验室样机到产业化的过程会十分漫长,但至少像期望的那样,自己在努力改善一点点临床实际中的问题,难道不就是选择这个专业最初的愿景么。

从了解手术显微镜系统开始,查阅了多方文献资料,调查了市场上如LeicaZeiss等高端手术显微镜设备,我慢慢开始设计自己的系统集成方法,在显示方法上提出采用增强现实(AR)的理念把处理后的功能性图像信息叠加显示在目镜的观察视野下,如此医生就可以直接在目镜下同时看到手术组织区域和附加的血流或血氧分布信息了。但具体实现的过程经历了很多次试错和修改,HUD抬头显示方案、DMD小型投影仪方案、OLED显示屏方案,一一以失败告终,自以为完美的设计方案在真正搭建出光路系统时总会显现出这样那样的问题。一次次和导师讨论,同时又更广泛地学习不同领域的AR应用方法后,终于在尝试TFT-LCD投影显示时收获到了预期的效果。后续再辅以复合光源处理、分光光路的图像采集模块和计算机处理模块等,具备血流成像功能的简单样机便算是落成了,像模像样的一套大设备立在实验室门口,不只实验室的小伙伴们,任谁路过或参观都会问一句这是干什么的,这时带大家俯身窥探目镜下不同于传统的一方小天地,还是有一点小开心的。基于这一系统,我也撰写并申请了国家发明专利,后来的某一天在专利检索系统里输入自己的名字,跳出两条已公开的专利信息,那一瞬间的小小收获感让我差点忘记了几次三番修改文字和图表时经历的烦躁。

手术显微镜系统的搭建和血流成像系统的集成才仅是第一步,血氧代谢成像的加入可以说经历了更多的曲折。最初的OIS成像方案在项目不断推进过程中显露出了缺陷,本质上Lambert-Beer定律的不准确性限制了其在术中场景的应用。通过文献调研,我们从其他课题组的文章中收获了灵感,提出了应用流形理论从普通的白光图像重建血氧信息的新算法,用数学的理论优化成像效果。学习流形理论,实现高维光谱的恢复程序编写,构建多层组织模型编写Monte-Carlo仿真程序,运用高低维空间转换的思路优化算法并不断验证,PCALLEIsomap等降维算法的应用,光源光谱、相机响应函数和图像RGB值的关系建立,仿体及动物实验的设计和开展,与ICG造影成像的对比…即使疫情期间在家也丝毫不敢懈怠,最终可以自信地从一张简单的组织白光图像重建出血氧饱和度的分布图像,而不受组织结构或其他不相关的吸光物质含量的影响,并同样实时显示在显微镜的AR光路中,真的是让我长舒一口气。更荣幸的是以此成果获得第六届“钱学森杯”一等奖,也是评审老师对这一工作极大的肯定了。

204507的科研生活显然不能仅仅用这几段文字便草草概括,在科研成果背后的经历和收获才是最重要的成长吧。从零开始学习搭建光路,摸索出写专利说明书和权利要求的小套路,连续运行了三四天的仿真程序被猝不及防的系统更新和重启而打断不得不从头开始,被算法代码的bug困扰一周多才终于解决。我甚至还扮作医生在医疗器械展会上打探高端进口手术显微镜的技术实现方法,化身采购商在各种平台找寻符合我苛刻要求的光纤、显示屏,合作工业设计人员学着用非专业的术语解释清楚我们需要的结构清奇的外壳。科研带人成长,不仅是技能的锻炼,更是对解决无从预知的挑战的勇气和能力的历练,庆幸有童老师带我摸索解决问题的思路,有苗鹏老师耐心细致的指导和讨论督促,有实验室师兄师姐在各个方面的建议和帮助,对我影响至深,是虽不那么容易但也充满快乐的日子了。


会议室、图书馆、学服、健身房和体育场。

校园生活的一大乐趣便在于不仅有学习,更有生活。研一时我加入了学院的研究生会,各个会议室记录着我们的一次次头脑风暴:我参与组织了线上迎新活动“交大风景你来猜”,完成题目的准备和线上答卷的制作,吸引大家积极参与和热烈讨论;参与策划了2018年学院“学术日”活动并担任主持人,也参与筹备了2019年学院研究生代表大会;与强生TLS联合组织了“空中交流会”,联系嘉宾做职场经验分享,震惊于400+人次的线上直播间收听量和自己撰写的阅读量超700的微信推文,不仅全面锻炼了自己,更遇到了诸多有趣且志同道合的朋友。图书馆见证了我和小伙伴一起奋战第十六届研究生数学建模竞赛的三天三夜,虽然只是“成功参与奖”,但共同解决新颖的问题的经历弥足珍贵。在自己的闲暇时间,担任了一年多的学生服务中心和健身房的助管,并获得“优秀助管”称号,有机会服务同学即使仅仅是帮新来的留学生充个饭卡也能收获带着大大笑脸的“Thanks”。闲不住的我也会拉着小伙伴参与各种学术论坛和校园活动,医疗机器人研究院国际学术论坛、SJTU-ETH联合暑期学校、一二九冬季长跑、校园马拉松、水灯节,拓展学术视野也丰富课余生活。此外,通过交大源源,十分有幸加入了第二届进博会志愿者的行列,负责开幕式注册处的工作,作为新青年为国家的一项大事贡献自己的一点力量,也在上海余德耀美术馆担任长期志愿者,参与展馆导览和维护的同时在艺术作品中陶冶情操,也是一大乐事。





大大小小、点点滴滴,都在无形中完善着我对这个世界的认知,塑造着自己的价值观,其实,也是在这秋招季才仔细想明白自己今后想要的是什么。以前大家偶尔吐槽生医工这个专业学得真是太杂了,但慢慢发现这正是全方面人才所必须经历的呀,能码代码做设计参与医疗设备研发,也能做实验写文章深耕学术科研。于我而言,最大的成就感莫过于参与和见证一个想法或技术真正落地并转化成有实际意义的产品的过程了。私心想着为人类健康事业做出一点贡献,也许听起来过于崇高,但人总要有点信仰或者说终极目标,这也是交大和生医工两年多来带给我的影响和帮助。我希望能把医疗健康领域作为我长期发展的空间,参与医疗器械的研发工作,应用和巩固所学的专业知识,不断提高自己的实践能力,增强团队意识与沟通协调能力,在未来工作中积累更多实际经验和专业技能,不断学习,不断进取,真正做出对临床或人们生活有意义的工作。

Nothing that has meaning is easy. 饮水思源,砥砺前行,不忘初心,不负韶华,期望成为担当有为的交大人。与君共勉。


导师简介

童善保


威斯尼斯人6613com长聘正教授。西安交通大学无线电技术学士学位(1995),上海交通大学热力叶轮机械硕士(1998),上海交通大学生物医学工程博士学位(2002),2002年至2005年在Johns Hopkins 大学生物医学工程系进行博士后研究,2005年至2007年在上海交通大学生物医学工程系任副教授,2008年任Med-X研究院特别研究员。主要从事神经工程,神经信号处理,激光散斑血流成像,脑卒中康复技术以及经颅超声神经调控技术。主要成果曾获2004年全国优秀博士学位论文奖,教育部自然科学一等奖(2006)等,入选上海市教委曙光学者2007),教育部新世纪优秀人才(2006)等,上海市自然科学二等奖(2017)。讲授过《数字信号处理》,《生物医学统计概论》,《学术写作、规范及伦理》等本科生、研究生课程。现任中国生物医学工程学会神经医学工程分会副主任委员,中国电子学会生物医学电子学分会副主任委员。创办IEEE EMBS国际神经工程暑期学校,创建IEEE EMBS Shanghai Chapter。担任过IEEE Transactions on Biomedical EngineeringAssociate Editor; 现任IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering Associate EditorMedical & Biological Engineering & ComputingDeputy Editor