【人物特寫】陳端端：在“細細血管”中“精巧用力”
發布日期：2021-12-06 供稿：黨委宣傳部 聶軍銳 攝影：來源于本人
編輯：吳楠 審核：劉曉俏 閱讀次數：【編者按】在全黨深入開展黨史學習教育之際，黨委宣傳部特別推出“永遠跟黨走、奮進新征程”專題報道，全面展現學校加強黨的領導黨的建設取得的成績，生動講好北理工人的奮斗故事，廣泛凝聚學校事業發展的磅礴力量，以優異成績慶祝中國共產黨成立100周年。
從牛津大學到北京理工大學，從力學到生物醫學工程，她在“細細血管”中精巧“用力”，把科研成果變為服務人民生命健康的診療平臺，她傾心工作、快樂生活，學為人師、行為世范，為學生樹立了青年成長的好榜樣，培養了一批批扎根生物醫學的優秀學子，她是北京理工大學生命學院教授陳端端。
力學“青椒”，讓“血管怎么放支架？”充滿“智慧”
當前，心血管疾病是人類健康的重大威脅之一。據統計，中國每年因病死亡的患者中，有超過40%的人是罹患心血管疾病，這也讓心血管疾病的研究與治療成為當前醫療領域的一個重點和熱點方向。
2011年，陳端端學成歸國，來到北理工投身到生物醫學工程領域，開啟自己的研究生涯。北理工科技報國、鼓勵創新的良好氛圍，讓陳端端將自己在力學領域的研究積累迅速與人民健康領域的需要結合起來。2015年，她將目光逐漸鎖定在這根“細細血管”上。
“我們開發的智能化系統針對血管病診療‘痛點’，能夠幫助醫生科學確定手術方案，并預測手術效果，直接服務于臨床治療。”談起自己的研究成果，陳端端如數家珍。近年來，伴隨微創手術技術的發展，血管支架等已成為治療心血管疾病的重要技術手段之一。以血管支架為例，作為“高值耗材”，一旦植入人體后不僅無法替換，而且使用壽命有限。
然而，在目前實際手術治療過程中，針對不同病情的患者，能否使用血管支架、選擇哪種適合類型的支架、支架結構如何設計以及直接在血管中的放置位置，均要依賴于醫生經驗，而選擇不同的手術方案，將直接影響手術效果以及患者術后的生活水平。
血管介入智能診療平臺功能群
經過多年潛心研究，陳端端帶領團隊建立起針對不同種類血管疾病的血流、管壁受力等力學功能重構模型，綜合運用了力學、人工智能、計算技術等多種工學知識與技術，并在此基礎上開發出“血管介入智能診療平臺”——該平臺可以全方位幫助醫生進行術前診斷、手術方案規劃、術后效果預測和疾病遠期管理，建立起科學的評估機制，讓患者得到最優的手術效果。
“我們的科研成果要讓百姓受益，科學的介入決策直接決定著患者生命的獲益。”“血管介入智能診療平臺”集合了動力學數據采集分析、醫學影像三維重構、血管支架介入血流參數模擬等功能，打破了傳統醫學診療平臺單一功能限制，為醫生提供全面的診療決策輔助。
目前，陳端端團隊已經和中國人民解放軍總醫院第一醫學中心、中國醫學科學院阜外醫院、首都醫科大學附屬北京天壇醫院、首都醫科大學附屬北京安貞醫院、首都醫科大學宣武醫院等國內多所知名醫院達成合作，血管介入智能診療平臺已在相關科室服務于一線診療和醫學研究。
“黑箱”+“白盒”，要讓血管手術方案“智能化”
“這是比較‘玄妙’的一步。”雖然，“血管介入智能診療平臺”已經能為醫生提供科學的術前評估，但讓平臺真正實現“智能化”才是陳端端的 “終極追求”。
目前，陳端端已經將人工智能技術應用于智能診療平臺，平臺經過大數據學習，數據處理效率和綜合多因素的風險評估模型準確性得到有效提升，實現了對患者病情的精準判斷。但是，要實現平臺自動為患者規劃設計手術方案還要經過一番艱苦攻關。
體外仿生循環系統
基于大數據的人工智能學習方式是一種“黑箱”模型，也就是在不知道其中數學原理的情況下，只是通過海量數據尋找規律。而經典力學主導的傳統學科則是“白盒”，人們的研究是基于對于其中數學原理的了解掌握。
“距離實現智能規劃手術方案仍有兩大難題，一是醫生的經驗難以量化傳承，二是平臺數理方程方面仍有欠缺。”在陳端端看來，這正對應了“黑箱”與“白盒”。
“為了解決兩大難題，在硬件上，我們研制了一套體外仿生系統。這套系統能夠模擬人體血管系統和血流環境，記錄醫生介入操作中的系統動力參數，理解手術操作經驗；在軟件上，我們將人工智能和現有數理模型有機結合，通過充分利用已有知識，讓人工智能進一步提升計算精準度和效率，實現兩類學科的共同發展。”對于智能平臺進一步優化方向，陳端端有著清晰的思路。
未來，陳端端將進一步拓展平臺功能，讓平臺實現自主手術方案規劃，以期進一步降低心血管手術難度，提高手術治療效果。
“跟我一起！”科技報國，快樂生活
陳端端（左三）在臨床一線
“端端老師，熱愛工作，熱愛生活，為國家和社會做有意義的事！”在學生們看來，陳端端為他們樹立起亦師亦友的學習榜樣！
“不能憑空做理論，理論一定是和實際需求相關聯的。”在交叉學科領域耕耘十五載，陳端端在指導研究生的過程中，非常注重學生綜合能力的培養，并將服務國家社會、關注人民生命健康的理念融入其中，在具體的研究過程中他時常教導學生要理論與實踐相結合，特別是要面向臨床需求開展研究。
“陳老師始終強調學生要參與實際臨床問題研究，要在科研實踐中鍛煉創新能力，要有家國情懷。她希望我們能從臨床發現問題、研究問題，最后將成果服務臨床，讓科研落地生根。”跟隨陳端端開展腦血流灌注仿真研究的2018級碩士研究生李澤燕這樣談及自己的導師。
“對于每名學生，我都會給他們安排不同的研究方向，但同時又能在我們團隊的大方向中彼此銜接融合，互相補充。”目前，在陳端端指導下，她的4名博士生正分別針對流體力學計算、體外仿生系統、虛擬手術規劃和人工智能展開研究工作，研究成果同步推動團隊科研工作不斷深入。“讓學生有成長，讓科研有成果”，陳端端始終保持科研育人的良性循環，實現科研成果層層遞進。
從教至今，陳端端培養的十幾名博士、碩士已經在北京、上海、深圳扎根生物醫學診療一線。他們始終秉承北理工人科技報國的理想，在醫療領域書寫新時代的青春華章。
“我希望我的學生能以一種舒適的狀態工作生活。”在陳端端看來，培養學生良好的道德修養、擁有良好的工作生活狀態是自己作為老師的責任。她也用自己健康向上、陽光溫暖的生活狀態，為學生們做出了表率。“保持一種舒適的狀態，才能持續長效地取得進步。”在工作中陳端端是嚴謹導師，在生活中她也是喜歡畫畫、跳舞的時尚媽媽和學生們的大姐姐。
關愛家人、享受生活，持續保持熱情，這就是陳端端，一位蕙質蘭心的北理工師者。
