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剛剛博士后出站的胡鴻杰，以一作身份新發了一篇《自然》論文。結果，他的“電話被打爆”了。在論文發表僅一周時，下載量就已經超過了44000次。
這篇論文由胡鴻杰所在的加州大學圣地亞哥分校徐升團隊完成，題目是：《可穿戴心臟超聲成像儀》（A wearable cardiac ultrasound imager）。
這個團隊開發了一種只有郵票大小的可穿戴超聲貼片設備，可以24小時對心臟進行實時動態監測，即便劇烈運動時也能正常工作。而在此之前，人們要做類似的心臟監測，不僅需要笨重的醫學設備和專業的技術人員，而且無法獲取患者在運動當下的心臟狀態。
可穿戴超聲貼片設備
令人印象深刻的，不僅是這篇論文的應用前景，還有它長達136頁的篇幅。
“一些其他論文中通常一帶而過的內容，我們也非常詳細地寫了進去。”論文通訊作者、加州大學圣地亞哥分校副教授徐升對《中國科學報》說——他們目前已為這項技術申請了專利。
“寫得這么詳細可能確實不利于技術保密，但我們發表文章的目的就是讓別人來重復和效仿，所以就沒想著‘留一手’。”徐升笑道。
多年前，徐升在就醫時體驗過一把“負荷超聲心動圖”檢查。一些心血管疾病在患者平靜的狀態下并不顯山露水，但在劇烈運動，或遭受情感壓力和身體壓力時就會表現出來。“負荷超聲心動圖”就旨在檢測患者心血管系統對各類負荷的反應狀況。徐升接受的是運動負荷檢查。跑步前，醫生用超聲探頭對他進行心臟成像檢測。接著，他需要在一臺跑步機上持續跑步，速度設置越來越快，他也跑得越來越吃力，直到感覺實在跑不動了，就迅速從跑步機上下來，跳到旁邊的一張床上，這時醫生就會拿出超聲探頭對他的心臟進行掃描。檢查完后，徐升跟醫生聊了一會兒。他了解到當前的檢測技術，事實上只能檢測患者在運動前和運動后的心臟狀態，而無法實時檢測運動當下的狀態。“患者從停止運動的那一刻起，心臟就已經開始休息了，10秒之內心率就會下降很快，這對檢測準確性的影響非常大，這段檢測無法覆蓋的盲區，也是國內外的一個技術空白。”徐升說。2019年初，課題組里的胡鴻杰博士領銜，開啟了關于可穿戴心臟超聲成像儀的研究。他們從實驗室制造柔性生物醫學電子設備的傳統優勢出發，向著更高難度的目標進軍。團隊設計了一款尺寸為1.9厘米×2.2厘米×0.09厘米的超聲貼片，只有一張郵票大小，柔軟而且富有彈性，即便在劇烈動時也能很好地貼合人體。貼片的背面有硅油，一方面用于與人體粘連，另一方面也起到了超聲檢查中耦合劑的作用。但這個小東西的巧妙還不止于此。它由壓電換能器陣列、液態金屬復合電極和三嵌段共聚物封裝而成。研究人員創新了加工方法和算法，讓設備可以實現高分辨率的B超成像，然后創造性地引入AI技術，把隱藏在B超圖像里的重要心臟參數提取出來。傳統的醫學設備只能提取一些離散的數值，這張“小郵票”卻可以提取出連續的波形，為醫生提供更全面、更有價值的信息。“鑒于心血管疾病的突發性和危害性，開發一款針對心臟檢查的柔性電子設備是很好的開始。”徐升說，“但這項技術絕不僅僅只應用于心臟成像，它還可以推廣到其他深層組織的成像，例如下腔靜脈、腹主動脈、脊柱和肝臟等等。”這篇長達136頁的論文，包括23頁正文和110多頁補充材料。“這些材料里包含大量的實驗數據、實驗細節，甚至可以具體到我們最終采用的探頭是什么樣的，與其他探頭設計相比有什么優勢和劣勢；在成像過程中為什么會出現噪聲干擾，怎么解決這種噪聲干擾……”胡鴻杰向《中國科學報》解釋，“此外我們還咨詢了很多臨床醫生，整理了大量與心臟疾病有關的資料，我們把這些也寫進了論文。”“我也不知道這樣做到底好不好。”徐升表示，這種極其詳盡的論文寫作方法有利有弊。好處在于能夠幫助讀者理解論文內容，也方便同行去重復和驗證相關實驗，提升論文的實際影響力。但風險也很明顯：可能對專利申請和保護產生影響；而且寫作時間延長后，論文被“搶發”的風險也大大增加了。對這些顧慮，徐升表現得很豁達：“我就想，人各有命。我們的論文目前被‘搶發’過3次，但是我們也‘搶’過別人的，很正常。”“最重要的，科研不是做‘一錘子買賣’。我們既然做這個工作，就要盡可能地把它更好地展示出來。這種態度本身也助于把每一件工作做好。”他說。“常常有同學問我，為什么你們組只發‘大’文章，不發‘小’文章呢？”胡鴻杰笑道。最開始他也不是很理解徐老師的這種習慣。但他慢慢發現，這些精雕細琢、干貨滿滿的論文，給自己的科研生涯帶來了很大助力。1992年出生的胡鴻杰，于今年年初博士后出站，正在尋找工作的他，把每一份簡歷都投給了國內的學術機構。“我大學畢業后，就來到了加州大學圣地亞哥分校學習，在外面已經飄了太多年了。家里的人都很思念我，所以我還是要回國工作的。”胡鴻杰說。這篇新近發表的《自然》論文，帶他走上了從事科研工作以來第一個“小高峰”。他接到很多電話，有領域內的專家學者交流探討，也有企業界的人士尋求合作。但這項工作帶給他的最大收獲，是在領導一個小團隊的過程中，建立了從確定學術課題到組織開展工作的獨立科研能力。“徐老師在培養學生的過程中，很注重‘授人以魚不如授人以漁’。”胡鴻杰說，“他會啟發我們自己產生idea，然后教會我們判斷一個idea是否有價值，以及如何付諸實踐。”胡鴻杰發現，讀文獻和聽學術報告，是獲取idea最重要的源泉。而且在讀和聽的過程中，要時刻保持思考，“比如什么方面的研究還有不足和缺陷，我能不能利用自己的專業知識和技術來完善這些缺陷？如果我做到了，算不算解決了一個重大問題？經常思考這些問題，idea就會自然而然地產生。”他說。在做一個科研小團隊的leader時，胡鴻杰認為，“一定要著眼大局，而不是只盯著項目的一小部分。要把整個項目的進展、節點放在心里，有序推進；此外，要培養自己閱人的能力，讓每個人去做最擅長、最合適的事情，同時根據大家的表現進行及時反饋。最后，科學家也要有良好的社交能力，這樣才能更好地實現交流和合作。”近日，胡鴻杰剛剛收獲了一個名為“寺崎久子青年創新旅途獎”（Hisako Terasaki Young Innovator Award）的獎項，這個獎旨在表彰那些在職業生涯早期就取得卓越成果，特別是發展出突破性的，具有重大轉化潛力的生物醫學技術的個人。https://www.nature.com/articles/s41586-022-05498-z
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