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【出彩90后】邓杨阳:我与交叉学科的故事
来源:交大新闻网 日期 2019-01-09 15:37 点击:

邓杨阳,西安交通大学医学部在读博士生,目前的研究方向为大数据与人工智能在心血管精准医疗中的应用研究。主导师团队为医学部第一附属医院心血管内科袁祖贻教授课题组,长期致力于动脉粥样硬化的炎症免疫学发病机制、代谢性心血管疾病的诊断与治疗相关研究。合作导师团队是电信学院人工智能与机器人研究所郑南宁院士团队,由辛景民教授负责指导,团队长期从事模式识别、计算机视觉与图像处理、机器学习与智能计算等人工智能与智能系统方面的相关研究。

邓杨阳是西安交大第一批“交叉培养项目(IDT)”博士生,她从2016年开始在一附院和人机所之间的学习,在两位导师团队的合作指导下,进行了双方学科领域的交叉性实质研究,目前研究进展顺利,并已取得了良好的交叉学科阶段性成果。2018年10月,她在研究生院组织的博士生交叉培养项目(IDT)学术交流会上向大家分享了自己与交叉学科的故事。

邓杨阳2015年毕业于西安交大临床医学本硕连读专业,硕士研究生期间师从袁祖贻教授。在本科和硕士阶段,她打下了扎实的临床功底,并参与了多项心血管疾病临床与基础研究。2016年3月,得知学校组织申报博士生“交叉培养项目”,从小对数学和计算机有着浓厚兴趣的邓杨阳万分激动。袁祖贻教授告诉她每个人的知识只是一个面,只有不同学科合作才能走出知识的盲区,建议她利用自身特长与优势,结合课题组既往的心血管与大数据方向研究,与学校理工科实验室合作,进行交叉学科的研究工作,为她指明了方向。经过多方请教和了解,邓杨阳发现郑南宁院士团队长期从事人工智能相关研究,于是申请加入人机所的科研团队。庆幸的是,人机所与她对接的辛景民教授对她所介绍的医工交叉研究非常感兴趣,愿意接收她入所进行进一步合作研究。就这样,邓杨阳正式开始了她在西安交大的交叉学科博士生涯。

临床医学与大数据、人工智能分属不同的一级学科,想要做好交叉研究就必须深入学习相关知识,弥补自身的知识不足。2016年4月收到博士生“交叉培养项目”录取通知后,邓杨阳不敢懈怠,距离9月份正式到人机所报到还有几个月的时间,她充分利用这段时间自学人工智能、大数据相关的理论知识。暂时没人指导,她就自己去听讲座、查阅书籍和文献,甚至找到了自己相关专业的高中同学进行请教。这段虽然迷茫但却充实的时光也为她此后的跨学科学习奠定了基础。“对于博士来说,立足于一个学科已经不足以去面对今后的研究、工作,交叉学科是未来的方向,要求我们能够把两个不同学科间所有的点连接起来,在其中架起桥梁,而不只是了解自己所学的专业。”邓杨阳说。

理想是彼岸,现实是此岸。和其他学科交叉的博士生一样,跨学科研究要求既要结合多个专业、多个团队的擅长点选择课题方向,同时又要进行有意义的创新性研究,对于刚刚进入博士阶段学习的邓杨阳来说是非常困难的。人机所的同学们对临床诊疗了解有限,而那时的邓杨阳对人工智能的了解几乎还是盲区,如果要想在她所从事的心血管研究领域实现人工智能算法的应用价值最大化,她对两个学科都要有深入的理解与思考。为此,邓杨阳决定狠下一番功夫,刻苦钻研,一方面在人机所师生的帮助下抓紧学习人工智能的相关知识,另一方面向一附院的临床医生虚心求教,深入调研临床上迫切需要解决的研究课题。就在两个校区、两个实验室和两个学科之间的来来往往中,邓杨阳和双方团队碰撞出了“大数据与人工智能在心血管精准医疗中的应用”这一研究课题。她在两个团队老师们的指导和人机所多名研究生的帮助下,充分利用人机所多年来在计算机视觉与图像信号处理方面积累的经验和优势,结合一附院心内科等科室丰富的患者和数据资源,进行了一系列的研究工作。对于学习经历中的痛苦与挫折,“不要害怕探索与尝试,更不要担心失败。这是一个成长的过程,更是每个博士,乃至每个青年人的必经之路。”邓杨阳笑着说。

邓杨阳的研究课题,通俗来讲是通过人工智能辅助医生阅读腔内影像学检查结果,从而对急性冠脉综合症进行更为精准高效的诊断和治疗。急性冠脉综合征是冠心病的一种较为严重的类型,是由不稳定的动脉粥样硬化斑块破裂、侵蚀或血栓形成导致心肌缺血性损伤或坏死的一种临床综合征,也是危害人类生命健康的常见疾病。如若病人出现此类症状,就可能存在心肌梗死甚至猝死的危险。介入手术过程中仅仅靠冠脉造影有时很难判断患者的斑块稳定性,腔内影像学的各种检查则可以给医生的判断提供更加直观精确的辅助,从而判断患者该段血管是否需要支架植入等进一步干预。然而,由于腔内影像学图像复杂性高、成像质量参差不齐等特点,存在临床医生判读困难、培养周期长的情况,加之医学影像分析工作繁琐重复,工作量大,极度消耗医生精力,而基层医疗机构专业人员不足,往往难以很好地运用腔内影像学技术,导致患者大量集中在三级医院,造成医院压力大、医疗资源分布不均匀等现象。如果可以通过人工智能技术的应用减少医生判读的时间,大幅提高效率,并降低人为误读的可能性,对于广大医务人员,特别是基层医院提高诊疗水平、提升服务质量、推进分级诊疗将起到极大的作用。现在,邓杨阳的研究已经有了不错的成果。截至目前,她共参与发表交叉学科SCI论文14篇,最高被引20余次;发表国际会议论文10篇,申请国家发明专利4项,参编专著1部;主持校级科研基金2项,参与国科金面上项目及青年基金各1项,陕西省科学基金2项。这些成绩是邓杨阳当初刚入人机所时不曾想到的。

作为交叉培养项目的博士生,和其他博士生相比,邓杨阳认为是挑战和机遇是并存的。“多学科的培养使我扩大了研究课题的选择范围,拓宽了研究思路。前期一定是痛苦的,但是研究有了突破后就会给自己和团队带来很多机会,整体是相辅相成的。”交叉学科的培养让邓杨阳深知跨学科综合发展的重要性,而新理论、新发明往往是在不同学科的交流过程中迸发的。因此,她选择尽量多地参加交流学习,她不仅在美国亚特兰大参与了袁教授与莫尔豪斯大学心血管研究中心的大数据合作研究,还受人机所派遣赴日本德岛参加IEEE会议,并进行了多次国内外学术交流与会议报告,在国际处帮助下成功申报了由日本科学技术振兴机构(JST)资助的“樱花科技计划”短期交流项目,与来自双方课题组的其他10位同学一起在日本大阪大学、德岛大学多个实验室和著名的大塚制药株式会社进行了访问学习。这些学术交流不仅包含临床医学方向,更是让她和同学们接触到了人工智能领域的研究前沿和在社会生活各个方面的广泛应用,使她更加明确了未来的方向,要将当下的研究坚持下去,争取转化应用于临床。

三年来,交叉项目培养不仅让邓杨阳在学术研究上精进,袁祖贻教授和郑南宁教授的严以律己、宽以待人也令她感触颇深。两位教授更是在学术上给与了她充分尊重和自由,“郑老师特别喜爱运动,有时会带领同学们在操场上慢跑,工作之余还经常和大家一起推健腹轮、做平板支撑、俯卧撑……”邓杨阳开心地说,“从本科时进入课题组学习后,袁老师就从来没有规定过我一定要去做某个课题,两位导师都是引导着我沿着自己的兴趣点去发现问题进而深入研究,非常感谢两位老师。”无论是袁祖贻教授课题组团队,还是郑南宁教授带领下的人机所,对邓杨阳从事跨学科研究都非常重视与支持。目前,人机所已经形成一个专门的科研小组,在辛景民教授指导下进行医学人工智能相关研究,并继续支持医学部各学院和附属医院合作申请交叉学科培养项目,希望更多医学背景的研究生加入。袁祖贻教授更是给予了很多支持,帮助联系国内外医院和研究机构开展多中心合作研究,督促邓杨阳将现有研究做得更加深入和完善。“希望学校可以继续将交叉培养项目(IDT)进行下去,让更多的博士生能够参与进来,享受到交叉学科研究的乐趣。”

文字:檀鑫
编辑:星 火

 
 
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