新浪财经讯 “CC讲坛2014-2015年会”于2015年5月22日在北京举行。中科院物理所“青年千人计划”专家刘雳宇出席并演讲。

　　刘雳宇表示，也许科学在大众的眼里，就像冰川上面的冰雪一样那么的高冷，但是实际上再高冷冰川上面，也有一大群科学家像企鹅一样，他们虽然步伐很缓慢，但是很坚定，他们很团结，探索着这一群高原，那么如果这群科学家有一颗关怀世人的心，有一颗极力想把我们科技造福在座听众、造福家人的心，那科学的温度将不断上升，科学也就不会变得太冷。

　　以下为演讲实录：

　　刘雳宇：我的开场白就先讲讲流体力学，我们流体力学实际上是三百年前就已经确立的系统性的研究，流体行为的基础科学，这是我的一个研究方案之一，我以三个方程来讲一下基本概念。第一个，连续性方程，它描述是物质守恒定理，在流力当中的表现形式，是密度和速度之间的相互关系，第二个方程是能量守恒方程，它是描述内能温度和密度之间的关系，第三个方程是流力中最著名的纳维·斯托克斯方程，它可以研究流力当中每一点的行为，很遗憾它是一个非线性的偏微分方程，没有精确数值解，所以至今也是世界上七大数学难题之一。我知道今天18分钟让大家理解是件很难的事，所以我准备换一种方法来讲流体力学和它的应用。

　　实际上流体力学虽然那么复杂，但是大家可以想象成这个城市地下巨大的水管系统，那么这个水管哪一点出现了堵塞或者出现了不通，那么我们今天在座的嘉宾可能晚上就没有洗澡水，那么流体力学家，实际上有点像水管工，他们的任务就用科学的方法去探究到底这个水管哪里出现了问题，出现问题之后对整个城市的供水系统有什么变化，其实最著名的水管工大家都知道的，就是超级玛丽。

　　回到我们人体，我们人体经过亿万年的净化，实际上是一个非常精确而复杂的水管系统，里面的动脉和静脉组成了极其复杂的网络，从中医讲健康是件很容易的事，只要气血通畅，我们的血液流通很舒服人就没事，但是这句话的另外一个解释就是健康也是件极其困难的事，因为这么复杂的网络，每一点的血管出现了一点点斑块，有一点流血不通畅，我们人就会觉得特别地不舒服，就会生大病。

　　三年以前，我的同事兼好友，首都师范大学附属安贞医院的医生告诉我这样一个典型的病例，他讲述的是一个60岁的老先生王大爷，王大爷一直身体都很健康，到2011年的时候，有一天早晨在遛鸟的时候突然心绞疼，送到安贞医院一检查，造影显示就在他的血管心脏的上方，出现了一个严重的斑点影响了血流，当时我们的医生建议他立刻进行手术，手术之后支架的确把血管撑开了，血流从支架中空的地方顺畅起来了，王大爷就舒服了。可是两年之后，王大爷再次感到心绞疼，紧急送到医院，发现这个支架的地方再次出现了斑块，对王大爷这一家来说这是个很不好的消息，因为不仅他们的经济成了损失，因为王大爷是选择当时最便宜的支架，国产的支架，最便宜的手术方式，用了4万块钱才完成手术，现在意味着他还要进行手术，而且他的身体受到创伤。

　　我们的医生呢？同样很沮丧，我就问我们的医生，为什么在支架放置的位置会出现斑块，医生告诉我实际上血管，就是水管，水管里面出现了异物和杂质，这个支架也是一样，它会刺激血管当中的内壁细胞增生，所以血管支架这个地方容易堵塞。既然如此，我们医生又没有科学的方法，能知道血管怎么样放置在血管中，可以最大程度避免再狭窄这个风险，医生告诉我，我很遗憾，我们现在受医学的手段的限制，没法知道，医生做手术的时候都是凭经验知道到底支架放哪个地方大概是最好的，他说要不然你来试试？我接受了这个挑战，在我们的科学院这个实验室的时候，我们两年前就接受了这个挑战，第一件事就是把王大爷的血管，他的医学影像进行了一个三维重构，重构成为一个数字化的三维模型，这在虚拟空间里面一个数字化血管，我们把王大爷移植的支架也做了一个数字化重构，虚拟空间中定量的分析，怎么把支架放在哪个位置，对血管壁的刺激是最小的，是有可能得到优化手术方案，可以最大程度减少再狭窄风险。

　　不仅如此，为了让我们研究做得更加深入，我们还运用了大家熟知的，现在最流行的3D打印技术，把王大爷的血管真实地打印出来了，并且运用了物理和工程的技术，在体外做了一个我们称之为三维虚拟手术的模型，这个模型不仅可以把王大爷的血管形态清晰的在模型中可以体现，而且更有意思的是我们的安贞医院的医生来到科学院我的实验室里面，像做手术一样把真实的支架弄到里面，来探求怎么样放这个支架可以最容易，怎么样对血管壁是更好的。

　　经过两年努力，可以说这个研究是很成功的。其一，我们在高端的学术上面发表了我们的研究结果，另外我们证明了我们不是一群理论的科学家，可以把科学用于我们实际当中，至少解决了王大爷他的心血管狭窄这个科学难题的，但是我们就止步于此吗？我们是不是还能更进一步帮助千千万万像王大爷那样，在中国有需求的心血管病人呢？在与安贞医院接触和王大爷的交流当中，我们在合作的过程当中，我发现一个有意思的事，就是绝大多数心血管病人，他们都需要做CT影像，来看自己血管的问题，但是CT影像实际上是很专业的医学影像，我们病人很多时候很难理解这个影像。其次呢，可能大多数人都不知道，实际CT影像我们拿到只是影像中的几个片段，比如说上图上几副图，实际上CT影像原理从血管身体上方进行扫描，无间断地扫描，扫描出一组影像，所以它很有可能可以做出三维血管的模型。

　　所以后来，我们就在坚持做一件事，也是现在努力的目标，就是我们在打造一个很跨学科的大体系，叫做心血管云健康体系，这个体系结合了互联网的思维，还有我们每个人现在手上都有的个人移动端、手机、IPAD，用这个手机移动端我们已经实现的事就是我们可以把王大爷的血管，或者是未来病人的血管，在手机及IPAD上可以展示，不仅可以展示，王大爷可以轻轻地划动手指，可以看到他的血管在那个地方出现了病变，而且可以放大、缩小，很清晰地看到自己的狭窄在什么地方，这是我们已经实现了。那我们没有实现的或我们的目标，就是把我们想做的手术的定制方案，做入这个系统当中，他在未来的时候，是可以帮助医生在诊疗的时候，到底怎么样做手术，可以对病人达到一个最好的效果，而我们的病人也可以很清晰地知道，自己为什么需要做支架手术，怎么样做支架手术可以达到最好的疗效。

　　当然这里我特别要强调一下科学是一定要以人为本的，所以我们也希望这套系统设计出来，是一个人性化的关怀，人文化的情怀，所以为了医生和病人更好地理解，我们这个手术方案用数字来表示，这个数字是有科学的分析，包含手术的成本，手术的难易程度，手术的风险，最后病人只是看到一个数字，这个数字越高证明这个手术的方案就越优化，我们可以预想到在未来，我们的医生先用这套系统，为病人做出一个更为科学化的诊断，而我们的病人在病床上面就可以知道自己将接受什么样的治疗，做到心中有数。不仅如此，在千里之外的病人的家属，爱病人的人，他的家人，也可以通过我们云服务的体系，同步知道他的所爱的人到底会经受什么样的诊治，所以说这在未来时候会拉动我们医生、病人和家属的心，拉动人与人之间的距离。当然还有更后来，就是如果王大爷在还没有感受到不适的时候，我们就知道，能追踪到他的情况，建议他立刻进行治疗的话，那将是更好的未来。这个系统能作用用多少人，大家不知道中国心血管病人是很大的剂量，我们国家每个人当中有一个病人是有心血管疾病，现在就是因为这种技术还不够完善，我们有99%的患者，都是通过传统的医生，用看的方式，医生凭着经验，医生尽他们最大努力去诊治，造成了40%的心血管病人处于诊断不精确的状况，这不仅在经济上有巨大的损失，而且对他们身体带来的极大的损伤，所以我们的目的，我们的心愿，就是让我们的技术能走出实验室，能够用永远我们的力量去服务大众，能够帮助千千万万我们中国需要帮助的人们。

　　我们在攀登科学和服务的尽头实际上是无穷无尽，可以告诉大家，我们还有更远的目标，我们既然可以实现心血管的CT三维影像重构，我们也能实现骨折和肿瘤的三维影像，未来时候骨折病人可以看到自己骨折轻重情况和后面骨折修复情况，我们肿瘤病人经过这个服务以后，我们医生能很清楚知道肿瘤发病的位置，怎么样进行手术、化疗和放疗的手术方案，我们还有更激动人心的想法，就是我们现在正在努力的把超声的影像也做到里面，主要针对未出生的胎儿，这个第一是可以在胎儿未出生前就能够清晰地看到胎儿有可能出现缺陷，更重要以及更实用的就是未来的妈妈在生孩子之前，很早就能根据胎儿的形态，知道到底是剖腹产还是顺产对她最有利，我相信这对广大的女性来说也是一个福音。

　　实际上我们这个团队并不是孤独的，在如何把我们实验室的科技运用于卫生医疗的诊断和服务上面，我们有很多的前辈、很多的同事，在孜孜不倦地努力，而且我想传达更重要一个信息，不仅是在医疗卫生领域，还有千千万万的科学家，现在此时此刻正在实验室里努力，从能源、环境污染、食品安全、化工、材料等领域，在想着为大家服务，想着服务我们在座的听众，服务你们的家人，这里我举两个例子。

　　一个是我的导师温维佳教授，研究一个叫智能材料的叫电流变液已经有30年历史了，智能材料说起来就是在纳米的颗粒，在电场的情况下形成偶极子，偶极子相互作用强力电力情况虚化成为柱状，然后使材料内部结构发生了更致命的变化。换个说法，它通常时候就是我们老北京酸奶那样的液状，一加电0.1秒之间瞬间变成固态状，0.1秒之后马上变回液状，这是一种很神奇的材料。但是我读研究生的时候，我对老师研究这个材料也是半信半疑，我也不知道这种神奇材料到底有什么用，但是经过了若干年积累，电流变液在5年钱的时候，已经成功地用于高端的轿车和跑车上面，用于研发自主感应的减增器，这个减增器神奇之处可以让汽车每秒钟感受路面状况的颠簸十次，而且瞬间做出反馈，这样让我们的汽车乘坐的非常舒适，但是我更看好的不是让我们大家只是变得舒适而已，我认为它们可以救人，我们看好未来可以用于救护车当中，那么这样的话，我们在山区的救护车，我们在乡野里的救护车，它运输的病人将不必要去承受物理带来的冲击，能够让这个救护车变得非常地顺滑。还有一个领域就是取代现在的夹板，形成智能夹板系统，怎么说呢？我们也知道骨折之后必须要上夹板，夏天又厚又重很不舒适，在有些场合，比如说著名的主持人要主持节目你也必须上夹板，那么这个做的夹板只有两三毫米厚，用五号电池就可以驱动，有时候可以改变这个形态。

　　最后一个例子也是我的恩师之一，他是美国的科学院院士，Robert H.Austin教授，Robert研究了二十几年的，叫做微型颗粒分离阵列，这种分离阵列简单说起来，就是在微尺度下面，有很多的小柱子周期性排列，它怎么用呢？它颗粒在撞小柱子的时候，尺寸大的颗粒不断撞击可以往右转，尺寸小的颗粒不断撞击可以往左偏转，但是这种阵列不是最神奇的用途，它最神奇的在于它分裂的同时不影响流速，所以说在未来的时候，汽车的尾气筒用了这种微型分离阵列做的装置以后，不断可以分离尾气中的杂质、有害物质，而且不影响汽车的排放和马力，我最感兴趣是它的民用用途，大家都知道现在空气不是很好，都需要戴口罩去分离空气当中的PM10、MP2.5颗粒，那么用微型颗粒分离阵列做成的口罩，它不仅可以让我们分离空气当中不好的，或者说有害的颗粒，它不影响呼吸，它不影响流速，所以这样的口罩的话，戴起来会让人非常地舒适，这就是为什么很多年的科学，也许在初期的时候不被大家认同，但是经过一定年限的积累，总能够应用于我们实际大众当中，去服务我们在座的世人。

　　最后，我想向大家传递一个信息，也许科学在我们的听众甚至大众的眼里，就像冰川上面的冰雪一样那么的高冷，但是实际上再高冷的冰川上面，也有一大群科学家像企鹅一样，他们虽然步伐很缓慢，但是很坚定，他们很团结，在探索着这一群高原，那么如果这一群科学家有一颗关怀世人的心，有一颗极力想把我们科技去造福我们在座听众，造福家人的心，那么科学的温度将不断上升，科学也就不会太冷，谢谢大家！

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