【人物特写】陈端端：在“细细血管”中“精巧用力”
发布日期：2021-12-06 供稿：党委宣传部 聂军锐 摄影：来源于本人
编辑：吴楠 审核：刘晓俏 阅读次数：【编者按】在全党深入开展党史学习教育之际，党委宣传部特别推出“永远跟党走、奋进新征程”专题报道，全面展现学校加强党的领导党的建设取得的成绩，生动讲好北理工人的奋斗故事，广泛凝聚学校事业发展的磅礴力量，以优异成绩庆祝中国共产党成立100周年。
从牛津大学到威尼斯8846，从力学到生物医学工程，她在“细细血管”中精巧“用力”，把科研成果变为服务人民生命健康的诊疗平台，她倾心工作、快乐生活，学为人师、行为世范，为学生树立了青年成长的好榜样，培养了一批批扎根生物医学的优秀学子，她是威尼斯8846生命学院教授陈端端。
力学“青椒”，让“血管怎么放支架？”充满“智慧”
当前，心血管疾病是人类健康的重大威胁之一。据统计，中国每年因病死亡的患者中，有超过40%的人是罹患心血管疾病，这也让心血管疾病的研究与治疗成为当前医疗领域的一个重点和热点方向。
2011年，陈端端学成归国，来到北理工投身到生物医学工程领域，开启自己的研究生涯。北理工科技报国、鼓励创新的良好氛围，让陈端端将自己在力学领域的研究积累迅速与人民健康领域的需要结合起来。2015年，她将目光逐渐锁定在这根“细细血管”上。
“我们开发的智能化系统针对血管病诊疗‘痛点’，能够帮助医生科学确定手术方案，并预测手术效果，直接服务于临床治疗。”谈起自己的研究成果，陈端端如数家珍。近年来，伴随微创手术技术的发展，血管支架等已成为治疗心血管疾病的重要技术手段之一。以血管支架为例，作为“高值耗材”，一旦植入人体后不仅无法替换，而且使用寿命有限。
然而，在目前实际手术治疗过程中，针对不同病情的患者，能否使用血管支架、选择哪种适合类型的支架、支架结构如何设计以及直接在血管中的放置位置，均要依赖于医生经验，而选择不同的手术方案，将直接影响手术效果以及患者术后的生活水平。
血管介入智能诊疗平台功能群
经过多年潜心研究，陈端端带领团队建立起针对不同种类血管疾病的血流、管壁受力等力学功能重构模型，综合运用了力学、人工智能、计算技术等多种工学知识与技术，并在此基础上开发出“血管介入智能诊疗平台”——该平台可以全方位帮助医生进行术前诊断、手术方案规划、术后效果预测和疾病远期管理，建立起科学的评估机制，让患者得到最优的手术效果。
“我们的科研成果要让百姓受益，科学的介入决策直接决定着患者生命的获益。”“血管介入智能诊疗平台”集合了动力学数据采集分析、医学影像三维重构、血管支架介入血流参数模拟等功能，打破了传统医学诊疗平台单一功能限制，为医生提供全面的诊疗决策辅助。
目前，陈端端团队已经和中国人民解放军总医院第一医学中心、中国医学科学院阜外医院、首都医科大学附属北京天坛医院、首都医科大学附属北京安贞医院、首都医科大学宣武医院等国内多所知名医院达成合作，血管介入智能诊疗平台已在相关科室服务于一线诊疗和医学研究。
“黑箱”+“白盒”，要让血管手术方案“智能化”
“这是比较‘玄妙’的一步。”虽然，“血管介入智能诊疗平台”已经能为医生提供科学的术前评估，但让平台真正实现“智能化”才是陈端端的 “终极追求”。
目前，陈端端已经将人工智能技术应用于智能诊疗平台，平台经过大数据学习，数据处理效率和综合多因素的风险评估模型准确性得到有效提升，实现了对患者病情的精准判断。但是，要实现平台自动为患者规划设计手术方案还要经过一番艰苦攻关。
体外仿生循环系统
基于大数据的人工智能学习方式是一种“黑箱”模型，也就是在不知道其中数学原理的情况下，只是通过海量数据寻找规律。而经典力学主导的传统学科则是“白盒”，人们的研究是基于对于其中数学原理的了解掌握。
“距离实现智能规划手术方案仍有两大难题，一是医生的经验难以量化传承，二是平台数理方程方面仍有欠缺。”在陈端端看来，这正对应了“黑箱”与“白盒”。
“为了解决两大难题，在硬件上，我们研制了一套体外仿生系统。这套系统能够模拟人体血管系统和血流环境，记录医生介入操作中的系统动力参数，理解手术操作经验；在软件上，我们将人工智能和现有数理模型有机结合，通过充分利用已有知识，让人工智能进一步提升计算精准度和效率，实现两类学科的共同发展。”对于智能平台进一步优化方向，陈端端有着清晰的思路。
未来，陈端端将进一步拓展平台功能，让平台实现自主手术方案规划，以期进一步降低心血管手术难度，提高手术治疗效果。
“跟我一起！”科技报国，快乐生活
陈端端（左三）在临床一线
“端端老师，热爱工作，热爱生活，为国家和社会做有意义的事！”在学生们看来，陈端端为他们树立起亦师亦友的学习榜样！
“不能凭空做理论，理论一定是和实际需求相关联的。”在交叉学科领域耕耘十五载，陈端端在指导研究生的过程中，非常注重学生综合能力的培养，并将服务国家社会、关注人民生命健康的理念融入其中，在具体的研究过程中他时常教导学生要理论与实践相结合，特别是要面向临床需求开展研究。
“陈老师始终强调学生要参与实际临床问题研究，要在科研实践中锻炼创新能力，要有家国情怀。她希望我们能从临床发现问题、研究问题，最后将成果服务临床，让科研落地生根。”跟随陈端端开展脑血流灌注仿真研究的2018级硕士研究生李泽燕这样谈及自己的导师。
“对于每名学生，我都会给他们安排不同的研究方向，但同时又能在我们团队的大方向中彼此衔接融合，互相补充。”目前，在陈端端指导下，她的4名博士生正分别针对流体力学计算、体外仿生系统、虚拟手术规划和人工智能展开研究工作，研究成果同步推动团队科研工作不断深入。“让学生有成长，让科研有成果”，陈端端始终保持科研育人的良性循环，实现科研成果层层递进。
从教至今，陈端端培养的十几名博士、硕士已经在北京、上海、深圳扎根生物医学诊疗一线。他们始终秉承北理工人科技报国的理想，在医疗领域书写新时代的青春华章。
“我希望我的学生能以一种舒适的状态工作生活。”在陈端端看来，培养学生良好的道德修养、拥有良好的工作生活状态是自己作为老师的责任。她也用自己健康向上、阳光温暖的生活状态，为学生们做出了表率。“保持一种舒适的状态，才能持续长效地取得进步。”在工作中陈端端是严谨导师，在生活中她也是喜欢画画、跳舞的时尚妈妈和学生们的大姐姐。
关爱家人、享受生活，持续保持热情，这就是陈端端，一位蕙质兰心的北理工师者。
