学科间的交叉融合是自然科学发展的必然趋势。自2016年学校着力推进医工信学科交叉以来,信息学部大力推动多学科交叉研究,为学科交叉人才培养提供了良好的氛围。临床医学出身的Drs.樊潇霄,是医工信交叉的参与者和亲历者,他两进两出求是园、一出两进附医院,以光学工程为主学科的“反向输入式”博士后科研经历,为我们带来多角度的医工信交叉研究创新见解。
【成果简述】
面向人民生命安全,樊潇霄与导师团队立足宏观与微观下的疾病探测、诊断和治疗,结合近红外二区荧光成像其更高信噪比、分辨率和穿透深度的优势,成功实现了炎症性肠病的术中诊断、淋巴结清扫的术中导航、肿瘤标记与光热治疗。为临床手术过程解剖结构透明化、安全性等提供了可能和保障。
学科交叉,思想先行
樊潇霄踏入信息领域的交叉行列源于博导的言传身教,“我的博士导师林辉教授是一名优秀的临床医生,致力于学校医工信交叉工作的推广”。而真正熟知和体会到交叉研究内涵,还得从进入博士后合作导师钱骏教授课题组开展交叉学科研究开始。“如果对本专业知识和技能认知不深、掌握不全,就盲目开展交叉研究,往往不能把交叉学科优势发挥出来,反而会落入各个学科都了解不深、无法碰撞出火花的尴尬境地。”为此樊潇霄不仅深入了解了不同光学新技术、新方法的优势和局限,还基于他对本专业需求的充分认识(疾病的诊疗过程、发病发展机制、各类生物分子学实验等),从而快速地找到了交叉研究的切入点,进而避免自己陷入一些看似美妙却又无法实现的困境。
思想认知上的转变,是打开新天地的第一步。在即将被光照亮的时候,更考验研究人员的是,要有极大的热情和决心跳出原本的舒适区,去勇敢接受新领域、新知识,站在一个全新的视角去看待自己的原领域。“这个过程需要从最基本的原理、概念开始了解,可能相关知识储备连本科生都不如,但是一旦熬过阵痛期,就会加速两个领域的交叉融合,少走很多弯路。”
敢想敢做,成功光激发
“在医学院和附属医院呆了十几年,突然转到了一个工科学院做研究,还是充满了新鲜感。”作为光电学院第一个从医科反向输入的博士后(2020年入站),交叉研究绝不是医学与光学知识的简单叠加,樊潇霄认为“敢想”一词是激发交叉研究的必要光源。“有些想法在医学领域或者我自身的认知中感觉是天马行空,但在光学工程层面发现实现起来也是有途径的。”导师搭建的深度合作交叉平台给了他更多激发各种想法的可能性。他的博士后合作导师光电学院钱骏教授和附属邵逸夫医院/生仪学院林辉教授在医+信的交叉领域有着持久且深入的研究经历和合作基础。在两位导师在大方向的指导帮助下,樊潇霄顺利跳出原领域知识体系的束缚,发挥自身主动性,完成了一系列自主探索的课题。
樊潇霄深切感受到自己的导师团队在学科交叉研究人才培养方面已经形成了显著的四大特色:1、充分且高效的沟通,每周都会以周报或其它等形式和钱骏教授进行交流,这样的交流是保证思想持续碰撞的基础;2、由面及体系式的研究通道,要求尽量将交叉研究工作做成一个面、一个体系,避免做各个相去甚远、关联不大的交叉点;3、交流中的互动,组会讨论中无论讨论何种主题问题,都要求发言提问,促进团队成员对其他领域的了解;4、知识的贯通,跨学科的博士后,要求对光学系统,如三光子、共聚焦、宽场显微系统,必须有所了解,而不仅仅是负责生物实验或模型等这些本领域的工作。
借助导师团队先进完善的医+信交叉平台,樊潇霄结合自身研究特色,逐渐形成了“基于荧光成像的术中导航”这一系统化方向。在该方向上,以第一作者(含共同)在Advanced Science、Advanced Healthcare Materials、Nano Today、ACS Nano(2篇)、Neoplasia、Chemical Communications等高水平期刊发表研究论文8篇。并参与长篇综述撰写,发表于Aggregate(共同通讯),Physics Reports-Review Section of Physics Letters(三作)。在基金申报方面,获批国家自然科学基金青年基金、浙江省自然科学基金原创探索类青年项目、中国博士后基金面上项目二等资助。申请国家发明专利3项。
未来已来,做孜孜探路者
多学科交叉研究对樊潇霄而言,不仅仅是一种知识上的扩充,更重要的是一种思维模式的拓展,也让他具备了从不同角度看待医科、看待疾病诊疗过程的能力。谈及未来,樊潇霄表示“目前的研究还远未实现我们做光学工程和外科学交叉的初心”。他和导师团队最终的愿景,是通过各类光学技术以及其他技术辅助,使手术过程中解剖结构透明化,从技术层面整体提升手术效率和安全性。樊潇霄认为未来仍有很长的一段路要走,并希望能够继续跟着团队一起进步。
临床医学七年、住院医三年、普通外科学三年,这对于一名外科医生来说,是一条寻常又安稳的成长之路,但是,Drs.樊潇霄“为难自己”,勇敢调转方向,聚焦学科交叉研究,攻克难点,以全新视角探索人民生命安全关键技术,相信他的未来之路,一定会时时有光,处处有光!
图1:近红外二区荧光成像应用于淋巴结的术中导航
图2:近红外二区荧光成像技术应用于炎症性肠病的诊断与手术治疗
图3:近红外二区成像引导下的肿瘤标记及光热治疗
图4:樊潇霄生活照