创新创业

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【创新创业】奥博莱特团队:让“光”呵护生命
——微固学子勇摘第十四届“挑战杯”全国一等奖纪实
文:学生记者 范雪炜 图: 来源:学生记者团 时间:2016-01-13 6866

  ICU(重症监护室)里,危重病人的身体状况时刻令医生、家属担心,本已病情危重的他们更需要精心的呵护,但目前临床上检测是否发生血栓要通过CT进行;而对于休克病人血氧的检测,常规的指尖脉搏测量血氧早已失效,往往要通过静脉插管的方法来实现。这些无疑都增加了病人的痛苦。而获得第十四届“挑战杯”全国一等奖的我校“光学无创人体监护系统”项目,对遭受这样痛苦的危重病人们来说无疑是一道福音。

《光学无创人体监护系统》(2).jpeg

奥博莱特 合照.jpg

  沙河校区211大楼12楼尽头的一个房间,是微电子与固体电子学院李婷教授带领的应用光电子技术与仪器化实验室。在实验室里,“奥博莱特”团队的成员们各自坐在电脑屏幕前,电脑上飞快地演示着各种程序,房间到处是电路板或各种原型机,他们彼此头也不回地交流问题……

  “奥博莱特”是李婷为团队取的名字,由“Apollo”与“light”的中文组合而成,象征着团队对“光”和“生命”的无尽探索。李凯、孙云龙、陈敏、苏宇、高原、潘柏安,6个微固学院研究生在两年半的时间里,让无创监护从想法变成了现实。

用“光”精准还原生命的特征

  两年多前,在一次偶然的沟通中,李凯了解到上海新华医院ICU正为一个问题苦恼着:对于危重病人,他们的脉搏与血液流动已经很微弱了,传统方法很难测得他们是否发生了休克,而静脉插管又会给病人造成很大痛苦,能不能通过“无创”方式,减轻病人的痛苦,也能测得病人的多项生理数据?于是,经过与导师李婷教授的讨论,新华医院的阮正上、任荣荣医生最后促成了我校应用光电子技术与仪器化实验室和新华医院ICU团队的紧密合作。一次大胆的尝试开始了。

  怎样实现这样一项造福危重病人的发明?第一时间查询各种资料的他们发现,通过其他方式测得病人特征的方法少之又少。作为搞电路的好手,他们之前并没有系统接触过光学、生命科学等方面的知识,一切都仿佛在“虚无缥缈”的远方。只知道终点,但脚下的路需要自己开拓。李婷说:“项目内容创新性强,多学科交叉,难度大,需要对项目始终保持着兴趣和激情,能坚持长期投入时间和精力,才可能取得成功。”

  在李婷的指导下,团队成员几乎从零开始,非常努力地补充了光学、人体的血液流动原理、测量血氧原理等背景知识,一步一个脚印开始搭建自己的设备。期间经历过多少挫折,他们自己都记不清楚了。

  有一段时间,硬件、软件、算法三方面几乎都毫无头绪,大家一度迷失了方向。“第一次做这方面的工作,没有任何借鉴的方向,”虽是这样说,李凯却从未想过放弃。伴随着努力攻关,整个系统在血栓和休克监测两个部分逐渐取得了进展。通过光的探测,大家能够得知血液的流动情况是否正常,再通过算法分析可以知晓是否发生了血液成分改变或血液流动受阻的情况。对于休克的测量也取得了进展,通过颈静脉的光传感探测,能够无创得知病人是否处于危险的休克状态,这两项成果也在新华医院进行了大量的实测,准确率也很高。

  “这两项应用能够组合使用,也能分开在不同场合使用。”孙云龙介绍,对血液数据的测量,不仅仅能应用于医院,在健身房和家庭中也能够广泛使用,休克、血栓的测量装置则可以在医院的模块化测量设备上发挥作用。

奥博莱特 参赛.JPG

呈现一场问心无愧的答辩

  第一次走出四川看世界的苏宇回想起“挑战杯”的广州之行,仍感觉收获颇丰。2015年11月,他和高原代表“奥博莱特”团队前往广州,迎接各行各业的专家评委对项目的现场考察与评估。

  初冬的羊城并不如蓉城一般寒冷,但他们呵护着的“孩子”却发生了意外。苏宇至今仍能够清楚的记得那是11月17日——现场答辩的前一天。当天下午,阳光正好,但当他们进行最后的调试时,设备发生了问题,这个问题在之前从未遇到过。稍晚的时候,随同他们一起去广州的校团委副书记徐科还向他们再三确认设备是否一切正常。为了不让其他人担心,他们依然向徐科拍着胸脯打了包票没问题。但是,他们心里很清楚,问题要是不能解决,明天的答辩现场必然会不尽人意。于是,一场与时间赛跑的“抢救”工程开始了。

  一个涉及电子、生命、光学、算法等多个领域的“综合体”,到底是哪里出了问题?有限的时间,他们只能一个模块一个模块去分析,一次又一次地把仪器放在自己的手臂上做实验检查是否正常。

  从夕阳西下到夜深人静,苏宇和高原没有丝毫松懈。为了取得更好的数据,发现问题所在,他们“脑洞大开”,一改从前通过手臂内部测量血液数据的方式,转用手臂外侧。直到凌晨,他们发现了问题的根源——系统的软件运行出现了错误。当他们成功调试好仪器,测试一切正常时,一直悬着的心终于落地了。

  答辩当天,早起的他们感觉胳膊被鞭子抽了一般的疼——昨晚测试得太多了。但是,当评委们走近展台亲身体验设备,曲线出现在屏幕上的一刹那,苏宇激动不已:“这是我从学校调试到目前为止出现的最好的一条曲线!”待赞不绝口的评委转身离去,他立刻把曲线拍下来与留在成都的队友们分享他的激动与喜悦。

  获得一等奖的消息,是由颁奖现场的老师们传到学校,学校再通知他们的。看到QQ上的消息,无论是在广州的苏宇、高原还是在成都的伙伴们,都激动不已。“其实也没有想能拿几等奖,在前一天晚上把设备调试好的那一刻,我就想,能够把作品完整的呈现出来,对得起观众,对得起大家这么长时间来的辛勤付出,就问心无愧。”苏宇说。 

让成功来得“水到渠成”

  奋斗的时光从来都不觉得遗憾。回想起自己这一路走来的时光,每位参与的同学都觉得这份投入很值得。作为我校时隔多年又一支获得“挑战杯”全国一等奖的团队,“光环在身”的他们很淡定,生活也并没有发生什么大的变化。

  “参加‘挑战杯’是一个水到渠成的过程。”他们表示,自己的研究生课题本来就和这个方向有关,比赛的准备过程本身也是自己成长提高的过程。了解更多的学科交叉知识与技术,掌握更好的分析问题的方法,这些都是大家觉得至关重要的东西。

  “有了充足的经费保障和学校的大力支持,我们才可能成功。”这群科研男孩们对李婷的指导很感激。苏宇回忆到:“李婷老师在仪器设计、仪器各项参数指标和算法的实现、测试实验设计与数据处理分析等方面都给予了我们很大的帮助。”在项目开展之初,团队成员不免对这个多学科交叉项目感到畏惧,李婷经常与他们聊起相关背景,努力创造机会让他们接触该领域国际大师,点燃他们的兴趣。

  在团队遇到实在无法解决的困难时,李婷甚至会“亲自上阵”,帮助大家解决问题。“一定要让障碍终结,让学生保持信心!”回忆起自己和学生们一起奋斗的日子,李婷仍对很多场景记忆犹新:“血栓仪测量算法软件部分出问题,学生们绞尽脑汁也无计可施,我就坐到电脑前直接动手敲程序和调试,完全解决才离开。”得益于李婷的全力指导和帮助,加上同学们的不懈奋斗,项目最终得以完美地呈现并取得极佳的临床效果。

  “参加比赛的目的不是为了‘得奖’,抱着功利的心态去参赛,这样很不正确。”苏宇还记得自己认识的西华大学的一个本科生,他们的项目没有能够被选送至决赛,但他们仍然自费去广州学习——“这才是真正的爱科研,爱创新。”

  那么,怎样做好一个项目?李凯给我们分享了不少“干货”:“选对前进的方向至关重要,团队中的每个人都应该充分发挥主观能动性,积极参与到项目中来;要保持良好的心态,对前途充满希望,完成了就是好样的,得与失,其实并不那么重要。”

  记者离开他们的科研室时,他们又开始讨论新的想法——“光学无创人体监护系统”还要进一步完善,还有很多别的工作要做……走出教研室的他们,也会约着玩电竞游戏,打篮球,吃火锅,就是这样一群科研新人,让“挑战杯”全国一等奖的名单上,时隔多年再一次出现了“电子科技大学”的名字。


编辑:罗莎  / 审核:罗莎  / 发布:一戈