怀抱科研梦想 执着无畏前行——记东南大学仪器科学与工--程学院教授刘澄玉

文/肖延胜 王永梅

独到而善于发现的眼光，聪慧而思维敏捷的大脑，是从事科研不可或缺的要素。而执着坚定的科研事业心以及勇担重任的家国情怀，又是追求科研不断进步的巨大推动力。正是在积极进取、报效国家的精神感召下，科研人士才有了更加明确的奋进方向和目标。

近年来，东南大学仪器科学与工程学院教授刘澄玉致力于穿戴式医疗与智能监护、医学大数据分析与机器学习、心脑血管疾病早期检测、健康物联网、临床开源数据库建设等基础理论与共性关键技术的研究，以及相关技术的产业化转化，取得了突出的科研成就，受到了国内外同行的关注。

克服困难 迎接挑战

1982年，刘澄玉出生于山东禹城。2005和2010年，他先后于山东大学控制科学与工程学院生物医学工程专业获得工学学士和工学博士学位，其中博士期间师从我们航空生物医学工程创始人俞梦孙院士和山东大学生物医学工程研究所刘常春教授。2010 - 2017年，他先后在山东大学、英国Newcastle大学和美国Emory大学从事博士后研究。2017年9月，入职东南大学仪器科学与工程学院从事相关领域研究工作。

刘澄玉教授

心脑血管、睡眠障碍、精神压力等诸多慢性疾病给人民健康带来了巨大的危害。单就心脑血管病而言，其死亡人数占据全球死亡总数的近30%，我国每年用于心脑血管病的直接医疗费用高达1300亿元。如何应对这些疾病，保障人们的健康，减轻人们的经济负担，成为社会亟待解决的重要问题。

在不断的科研工作中，刘澄玉渐渐发现，为了破解这些问题，急需把仪器、信息、计算机技术与健康医疗技术进行深层次的融合，大力发展新的物联网、大数据、云计算等智能信息技术，研制高效低成本的新一代智能监测设备，在健康医疗领域进行有效地应用。而穿戴式医疗+智能监控技术的全新模式以及巨大的发展潜力正适应了慢病早期监测和生命健康保障的要求，成为科研界关注的热点。

面对此种情况，刘澄玉在穿戴式智能监控设备和部件、多通道生命体征信号实时监测与处理等重要问题上进行了深入的研究，特别是针对穿戴式动态心电信号处理、动态血压测量、智能心音分析、胎儿心电监测等的研究工作取得了显著进展。

对科研的未雨绸缪，对未来的殷切希望，以及对“新工科”大学服务地方经济社会发展的深刻理解，激励着刘澄玉在科研的道路上砥砺前行。在理论研究和技术攻关的同时，他还与联想研究院合作研发了全球首款12导联穿戴式智能心电衣产品样机；同时，积极投身开源数据库的建设，参与组织了2015 — 2017年三届全球生理测量挑战赛，筹划组织了2018年首届中国生理信号挑战赛，引起了社会的广泛关注。2017年9月，由东南大学与联想集团共建 ，南京医科大学参建的“东大 — 联想”穿戴式心脏 — 睡眠 — 情绪智能监控联合实验室正式成立，刘澄玉任实验室主任。该实验室是充分结合东南大学工科优势、联想集团产业优势和南京医科大学临床优势的产物，在各方领导的关心和支持下，实验室有望在穿戴式生命体征智能监控方向做出崭新的成绩。自此，他在科研路上迈出了坚实的步伐。

科研转化 保障健康

在科研上做“顶天立地”的事情是东南大学穿戴式智能监控团队学术带头人李建清教授时刻向刘澄玉强调的，也成为刘澄玉科研工作的座右铭。“顶天”就是要在基础理论和关键技术上做出突破性的成果；“立地”就是研究出来的技术能够落地为实用、有用的产品，服务健康医疗产业。早在博士和国内博士后阶段，刘澄玉就作为山东大学刘常春教授科研团队核心技术人员，研发了CVFD心血管系统状态监测仪系列产品，这些产品在具有独立自主的知识产权。产品经过不断丰富升级，已经形成了三大系列十几种型号产品，包括心脏功能、动脉功能和血液黏度水平的几十种功能的评定和检测。特别是结合在熵测度方面的研究，在国际上首创了心衰趋势性指数和冠心病趋势性指数等疾病预警指标，赢得了业界的好评。目前核心技术获得9项国家发明专利，产品上市后，已在北京301医院、山东省立医院等医院得到了实际应用。检测到1.7万余例患者有冠心病、心衰或动脉阻塞等心血管疾病风险，显著提升了我国在心血管疾病早期检测行业的核心竞争力。当前，他正在积极与联想集团合作，研发中的新一代穿戴式智能心电衣产品也有望很快上市。此外，其带领的团队所研发的动态血压、智能心音、动态胎儿心电、情绪睡眠监测等技术也有望成为老百姓日常生命健康监测的产品。

在医学大数据和机器学习越来越被重视的今天，“开源”生命体征数据库的建设和维护也变得更为重要，特别是经过医生严格标注后的“开源”数据库，可以为机器学习、深度学习等算法性能的充分发挥提供保障，同时使研究者专注于发展算法模型而不受限于数据本身。刘澄玉对此格外重视，通过不懈的努力，他极力促成了通过第七届生物医学工程与生物技术国际学术会议（ICBEB2018）平台举办的首届中国生理信号挑战赛。截至2018年4月1日报名截止，已有包括牛津大学、伦敦帝国理工在内的72支队伍注册参赛，报名工作取得了巨大的成功。

他深刻感受到科研转化对解决制约“穿戴式医疗与智能监护”水平提升的关键科学问题、满足国家和社会对心血管疾病早期监测的应用需求所具有的重要意义。也正是有了这些认识，刘澄玉在追求科研、探索科研的道路上才日益精进，才使科研成果得以顺利转化。

荣获殊荣 展望未来

正是由于在同一研究方向上十几年如一日孜孜不倦的工作积累，刘澄玉取得了同龄人中出色的工作成绩：他曾先后主持国家自然科学基金、山东省优秀中青年科学家基金、中国博士后科学基金一等资助等课题10余项，作为核心技术人员结题国家863课题2项，参加美国NIH课题2项、英国工程和自然科学研究委员会EPSRC课题1项。他发表了130余篇学术论文，其中SCI期刊论文60篇，国际会议论文40多篇。2011和2016年，他先后两次获得英国皇家物理学会《Physiological Measurement》杂志年度突出论文（第1位）。2016年发表了联合全球9个国家地区15家机构25名科研人员的心音开源数据库论文（第1位），论文入选了ESI热点论文（学科领域前0.1%），发表1年来被下载6000余次。

实验室照片（左二为刘澄玉教授），手中展示的为和联想研究院合作研发的12导穿戴式智能心电衣SmartVest样机产品

育人桃李，手留余香。刘澄玉能很好地将科研方法融入教学环节中，激发学生的学习兴趣，做到因材施教。他目前担任《误差理论与数据处理》本科生课程教师，曾讲授过《数字信号处理——理论、算法与实现》、《数学建模》等课程，并曾经负责了山东大学2006-2009年、山东大学威海分校2009年的全国研究生数学建模竞赛的培训工作。作为合作导师，他先后指导了博士后研究人员3人、博士生近10人、硕士生20余人。

刘澄玉还非常注重学术交流，多次在国际心脏计算学大会、世界医学物理和生物医学工程大会做报告，并担任多个学术会议的Co-chair或者Session Chair。在科研领域孜孜不倦的努力和勤奋拼搏，也使刘澄玉获得了多项荣誉。2016年，他获得山东省技术发明二等奖（第3位）。2017年，他获得联想集团全球遴选唯一“青年科学家”称号。他还被世界最大的开源生理数据平台MIT PhysioNet和国际计算心脏大会授予“杰出贡献奖”。

此外，刘澄玉还担任全球生理测量挑战赛组委会委员、中国生理信号挑战赛组委会主席、世界计算心脏学大会技术委员会委员、《JMMB》和《JMIHI》期刊副主编、《Physiological Measurement》期刊国际咨询委员会成员，“PMEA”“JHE”“CMMM”等期刊客座主编/编辑，英国医学研究理事会项目通讯评审专家、全国专利侵权判定咨询技术专家库成员、山东省药监局医疗器械不良事件监测中心首批专家库成员、欧洲心脏学会会会员、国际心电学会终身会员等。由于在心血管信号处理和疾病早期检测方面做出的突出贡献，在国际医学生物工程联合会（IFMBE）新一届委员会中，刘澄玉很荣幸地当选为《Federation Journal Committee》期刊委员会委员，并且是该委员会首位国内学者。

刘澄玉沉浸在日益繁忙的科研事业中。虽然会历经艰难险阻，但是他不畏艰辛，坚定地走着自己的科研之路。他毕业于山东大学，工作在东南大学。山东大学“学无止境、气有浩然”的校训给了他从事科学研究的正直之心、浩然之气、无畏精神，而东南大学“止于至善”的校训则陶冶了他“非为一己立身家，是为国家图富强”的家国情怀。科研之路是充满艰辛曲折的，他希望通过自己的努力，为科研的繁荣和发展添光增色，为健康中国事业贡献出自己的一份力量。