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中国工程院院士张运的多普勒之路

2018-05-11 17:27:00 来源:吉祥彩票 责任编辑:蒋松 字体:

  张运中国工程院院士、原山东大学副校长、美国心脏病学院Fellow(FACC)、美国超声心动图学会荣誉Fellow(FASE)、欧洲心脏病学会Fellow(FESC)、山东大学终身教授、香港中文大学荣誉教授,国家级有突出贡献的中青年专家、国家“百千万人才工程” 首批第一、二层次入选者。教育部和卫生部心血管重构与功能研究重点实验室主任、山东省心血管病临床医学中心主任、山东大学齐鲁医院心内科主任。1991年被授予“山东十大杰出青年”称号。

  他是挪威奥斯陆大学第一位中国医学博士,兼任亚太超声心动图学会副主席、国务院学位委员会学科评议组召集人、国家科技进步奖内科学评审组副组长、教育部科学技术委员会和生物与医学学部委员、中华医学会超声医学分会主任委员、中国医师协会心血管病医师分会副会长等学术团体职务、担任Nature Review Cardiology、JACC Cardiovascular Imaging、Heart等6种SCI收录杂志的国际编委、《中华超声影像学杂志》总编辑、《中华心血管病杂志》副总编辑等国内20多个杂志的编委工作。主要研究方向是动脉粥样硬化,承担国家“863”重大项目课题、国家“973”项目课题、国家“十一五”、“十二五”科技支撑计划、国家自然科学基金创新研究群体科学基金、国家自然科学基金重点项目等30余项国家和省部级科研课题,迄今发表SCI收录论文290余篇,部分论文发表在Lancet(IF 36.427)、Nat Med (IF 26.441)、Pharmacol Rev (IF 22.114)、Cell Metab (IF 17.551)、JACC (IF 13.71)、Eur Heart J (IF 11.991)、PNAS (IF 10.583)、Diabetes (IF 8.661)、Autophagy (IF 8.503)、ATVB(IF 6.986)等国际高水平的杂志。主编专著13部,参编专著33部。发表论著被国内外文献引用5000余次。获国家级科技进步二等奖1项、三等奖3项,何梁何利基金科学与技术进步奖1项、山东省科学技术最高奖1项、省部级科技进步一等奖6项,山东省十大成果奖1项,省部级科技进步二等奖25项、三等奖14项。他多次代表中国赴美国、日本、加拿大等国家主持国际会议并发表讲座,多次应邀赴香港中文大学讲学,在国际学术界具有重要影响。获得美国心脏病学院“国际交流奖”、亚太心脏协会“学术领袖奖”、全国有突出贡献的回国留学人员、全国卫生系统先进工作者、首届中国医师奖、全国首届中青年医学科技之星等荣誉奖励20余项。张运教授多次代表中国赴美国、日本、加拿大等国家主持国际会议并发表讲座,先后5次代表中国赴美国主持超声心动图学论坛全球卫星转播学术会议并发表电视讲座,成为进入美国主会场的第一位中国专家,在国内外学术界产生了重要的影响。

  您作为我国多普勒超声心动图技术的开拓者和奠基人,在国际上首先建立了多普勒超声定量诊断瓣膜性和先天性心脏病的系列新方法,使患者避免了创伤性的心导管检查,当时研发此项技术遇到怎样的困难?技术研发后产生了怎样的收益?

  张运:1983年国家派我去挪威留学,我当时根本就不知道什么是多普勒,本打算是去学习心脏电生理学的。挪威国家虽小,但却是心脏多普勒技术的世界发源地,心脏多普勒技术是工科、理科和医科相结合研究出的一项新技术。实际上是应用物理学中的多普勒效应用来检测心血管中血流的速度,我们的研究是把这些速度转化成各种血流动力学参数,我很快就把握住了这个方向,也很庆幸当时能去这样一个国家。

  开始到挪威的时候我感觉很失望,没有去美国和英国,来到这么个小国家。但是每个国家都有长处,我们应该好好把握。我是挪威历史上第二个靠研究多普勒超声技术获得博士学位的学者。我当时主要研究多普勒技术对瓣膜心脏病定量诊断的问题,国际上首次发现了新的方法和技术。比如说我最早写的两篇文章,连我的挪威导师也没想到,在国际著名的《英国心脏杂志》没有修改就发表了。这样的事情,我所在的奥斯陆国家医院10年里才发生过一次。我发现了如何利用多普勒技术测量心脏瓣膜的血流量、返流量、压力阶差和瓣口面积的系列新方法,发表了一系列的论文,4篇发表在《欧洲心脏杂志》,3篇发表在《英国心脏杂志》,1篇发表在《国际心脏病学杂志》,都是国际影响较大的杂志。1985年美国心脏协会(AHA)年会上评选出十篇多普勒标志性论文作大会报告,我的论文是其中一篇。国际学术界给予了很高的荣誉。

  86年我回国后,我国面临着大量瓣膜性心脏病和先天性心脏病患者的沉重负担,所以我很快把多普勒超声的研究领域扩展到先天性心脏病,那个年代心脏病上手术台之前要做创伤性的心导管检查,而当时心导管技术尚不普及,设备落后,经验不足,1个病人做一次心导管检查就需要几个小时。大量病人需要排队,甚至排好多年也做不完,从而失去手术机会,当心导管检查结果出来时却发现病情已经不可逆了,手术不能做了。曾有病人给我下跪,问什么时候能够排上队做手术?然而,在当时的历史背景下,我们一星期只能为病人做几次心导管,一次只能做一个,你可以设想很多病人都延误了手术时机,而不做心导管是没有办法做手术的。我回国以后,利用手中的多普勒5分钟可以无创伤性地解决病人的定性、定位和定量诊断问题,这是一个很大的科技进步。所以我觉得自己从海外学习的多普勒技术带给病人的最大收益是使大多数心脏病患者迅速地走上手术台,从而及时挽救了他们的生命。

  您做过学生,师从“世界多普勒女皇”Liv Hatle教授,并成为获得挪威奥斯陆大学医学博士的第一个中国人,能否分享一下您求学过程中令您印象深刻的二三小事?

  应对外国人对我们的蔑视

  张运:留学时发生过很多事情,好多都已经淡忘了。如果回忆当年,比较现实的问题是应对外国人对我们的蔑视,因为我们是中国第二批派往北欧的留学生,那个时候他们对我们完全不了解,不像现在。事过多年,我曾经代表教育部去奥斯陆大学访问,拿出当年在挪威报纸上的大幅照片,还觉得很欣慰。

  现在在奥斯陆大学还能看到我的名字,但是在当时情况下,他们对于我们留学生完全不了解,所以他们很瞧不起我们。他们认为中国的教育是非常落后的,我的大导师问二导师为什么要接受中国留学生?“你赶快把张弄走,他学来学去肯定像以前的土耳其留学生一样留在挪威开餐馆了”,他们认为中国人能做的只是开餐馆,学不了他们高级的技术。凭借自己艰苦的努力,第一篇论文我做出来了,我的数学知识比较好,而搞流体力学离不开高等数学。我发现了一个方法,能够计算瓣膜血流量,但外国人不相信,尽管结果做得很漂亮,但是他们绝对不相信大家都没解决的问题中国人能解决,所以组织专家调查我的材料,从原始资料上开始审查,一个病人一个病人地审查,最后证明我的数据和结论完全正确。经过审查没有问题就投出去,投到当时欧洲最好的《英国心脏学杂志》。一个月后接到杂志社回信,结果令人吃惊,他们说乐意接受这篇文章而不需要修改,这是导师根本不可能想象的结果,因为在这样高水平的杂志不需修改就接受的例子奥斯陆国家医院10年前发生过一次,所以导师们觉得非常惊讶。

  博士毕业后三年是人生最危险的时刻

  张运:在这几十年过程中,和学生交流过很多理念。年轻的时候我的脾气很暴,随着年龄的增长,脾气变好一些了。当时研究生做不好事情,我常常把学生训哭,男孩子也不例外。所以学生都怕我,但是事过多年以后,他们感觉到,老师的严格要求是他们以后成长的一个重要因素,包括认真做人、严格做事,特别是做医生,不允许出一点差错,他们也渐渐养成了严格的习惯。做了山大副校长、医学院院长后,每年会参加研究生的毕业典礼,毕业时大家都很高兴。十年寒窗苦读,不仅仅是迎来一顶博士帽,更重要的是他们终于可以走向社会。但是我向他们传播的一个理念是,博士毕业后三年是人生最危险的时刻,就像我们国歌唱得那样,中华民族到了最危险的时候,我们从建国到现在一直这样唱,作为一个国家要有危机感,要看到各种各样的困难因素,看到我们周围的敌对势力。

  但是博士毕业后三年为什么是最危险的时刻?纵观诺贝尔奖获得者,不管获奖时是什么状态,有人获奖时甚至都已脑痴呆了,只要他活着就可以获奖。但如果把他创造最重要成果的年龄统计一下,就会发现在自然科学界这个年龄大概是35岁,也就是说人最有创造力的年龄是35岁左右。而我们的博士生毕业时的平均年龄是30岁左右,尤其是长学制的学生,拿到医学博士学位的年龄比理工科学生更大些。但是现在的孩子毕业以后面临很多困难,他们要赶快做医生、赶快转临床,要买房子,要谈恋爱,还要买汽车……我们那时候结婚很简单,谈谈恋爱,单位分个小房子,什么都没有,穷得连桌子都没有。现在不行了,现在结婚可不得了,一切都要准备好。“Everything is ready.”汽车、房子都要必备,这种情况下个人负担很重,要贷款要还息等等,所以本应用于科学研究的最旺盛精力一下子转移到家庭、生活和工作,而且是不堪重负。

  关心年轻人才的成长

  张运:我们要尽可能关心这些年轻的孩子,在关心他们生活的同时要引导他们看到这个人生的危险性。毕业后几年一晃就过去了,人生中最美好、最辉煌的创新阶段全部投入到在转临床、值夜班里去了,投入到老婆、孩子、汽车、房子里去了,自己的科研兴趣早早消失,这是我们国家年轻人不容易出成果的重要原因。一旦意识到缺乏科研成果不能晋升,青春的最佳时机都已过去了。因此我大力呼吁,我们的政府、学校、医院要关心这些年轻人和孩子们。

  现在国家往往通过“千人计划”引进大量海外学科带头人,但是对我们身边的这些苗子往往关心不够。要使他们能够排除一些干扰,时刻保持博士在研的创新锐意,毕业后一鼓作气拿到更好的成绩,所以在博士生毕业典礼时我就讲,虽然今天大家很开心,但是博士毕业后三年是人生中最危险的时刻,我提醒他们千万不能忘记科学研究。

  从"Boy doctor"到国家医院的授课者

  张运:因为当时自己年轻,被人觉得像个中国娃娃,国家医院的专家习惯喊我“Boy doctor”,而挪威国家医院的医师不是大学毕业以后留校,而是从全国各地竞聘最优秀的医生到那里去。很多都是白头发,我是黑头发而且很年轻,很多人就喊我娃娃医生,说“Boy doctor”怎么会做出这种文章来,而导师一改对我的看法,召集全科大夫听我讲课,让我讲述自己的科研思路和解决方法。

  那是一件有趣的的事儿,因为之前没有人瞧得起我。我刚到挪威时,导师派一个胖护士来带我,不让医生来教我,但是她没想到我会做出这种成绩来,开始给全科医生讲课。倒是还给我分配办公室、秘书、打字机……老外这一点做得比较好,对于人才会充分利用,半年之后提出来让我攻读挪威医学博士,那时是连做梦都不敢想的事情,所以那也算是有趣的事情之一。

  像捆鸡一样捆书,自己写书自己卖

  张运:回国之后还有很多难事,我想提一件,就是回国之后写的我国多普勒超声领域的第一部专著《多普勒超声心动图学》,当时正好赶上改革开放,出版社开始自负盈亏,这本书内容太新,出版社担心没有销路,不敢出版。找来找去最后找到青岛出版社出版,却让我自己包销5000册,自己写书自己卖。医院党委破例批准我用结余的科研经费把这5000本书买下来,卖出后再返还科研经费。医院给我找了个房间放这些书。我花费大量的时间向全国各医院发通知,统计哪个医院谁买的书,然后和我夫人星期天就干一件事情,买纸买绳子,然后把书包成捆,运到邮局寄出去。

  开始的时候,我们夫妻两个像捆一只鸡一样怎么也捆不好这些书,但到后来三两下就捆一包书,一包一包地捆,一包一包地卖,一直卖了两年多,这是一个辛酸而难忘的经历。后来这本书在我们国家产生极大的影响,培养了一代多普勒超声专家,其中很多人已是我们国家的学科带头人,成为杰出的专家。由于那本书我卖伤心了,再也不想写书和卖书了。当然2000年以后在泰山出版基金的支持下,我又写了一本书。可惜的是,多普勒那本书已经绝版了,由于再也买不到这本书,某些边缘地带像甘肃的专家们已经把这本书复印到第8遍。

  边跑边提裤子去抢救

  张运:作为一个医生,我觉得通过我们的努力能够使病人得到挽救是最大的乐趣。在日常的临床工作中,我们常常面对急迫的生命问题。比如说一个病人心脏骤停了,如果我们能够快5分钟,这个病人的生命就救过来了;如果慢了五分钟,由于病人发生了脑缺血,即使救过来也是植物人,所以时间对抢救病人来说特别重要。

  我还记得我年轻的时候做住院医师,夜里听到心脏骤停的呼叫,赶快起床,裤子都来不及穿,抓着裤子就往外跑,一边跑一边穿裤子。因为要尽快地赶到病人面前,我知道一旦停止心跳,那五分钟是多么的重要,脑子就会处于无血的状态。如果心跳停止五分钟后再抢救,即使能存活,也已经是植物人了。

  生命是以分钟计算的

  张运:对于心脏病医生来说,生命的意义常常在于时间,我们常说“时间就是心肌,时间就是生命”,道理就在这里。比如说我们抢救急性心肌梗死的病人,如果没有心脏骤停,他需要赶快地上手术台做心导管介入治疗,迅速把阻塞的冠状动脉打开。从病人就诊开始计算,我们要求在90分钟以内,将心导管放入病人的冠状动脉,把血栓去掉,把血管开通,因为时间一耽搁,就会眼睁睁地看着病人的心肌梗死面积越来越大。因为心肌的血液供应闭塞了,心肌在不断地坏死,梗死范围在不断地扩张,即使病人救过来,以后会发生心力衰竭,远期生命会大大缩短,生活质量会严重下降。所以我们经常提的口号是“时间就是心肌,时间就是生命”,对于我们心脏病医生来说,我们看待生命很简单:就是时间,时间,还是时间!我们抢救生命的时间是以分钟计算的,而不是以小时计算的。对于急性心肌梗死而言这个时间是90分钟,但对于心脏骤停来说只有五分钟,如果再晚一点,抢救的意义就已经很小了。

  每个课题都关乎生命

  张运:我一辈子做了很多课题。对于一个科学工作者来说,脑子里应该总装着问题。比如说这个病我天天碰到,为什么病因和机理老搞不清楚,我们面对这么多问题如何想办法解决?我们必须设计课题解决这些问题。一旦问题解决了,我们可能会高兴两天,很快就把它忘记了,因为我们要面对下一个问题。所以这么多年来,每个课题对我来说都很重要,都有兴趣,并且这都关乎病人的生命。

  比如我刚才讲的多普勒技术,如果我们能迅速明确病人的定性诊断,然后将病变尽快定位,最后定量疾病的严重程度,我们就知道下一步如何治疗这些病人。比如说,我们遇到一个先天性心脏缺损的孩子,利用多普勒技术进行研究,了解是否有这个缺损,部位在哪里,缺损的面积有多大,血液分流量有多大,采用不同的治疗后患儿的预后,这些我们都了解了,就知道该给病人做什么样的手术……一旦解决了这些问题,你内心的愉快程度是无法形容的,这就是科学研究的意义。

  近年来,我们逐渐移向更基础的研究,因为早年的影像学研究可能不能回答更深层次的问题。比如说这个病人为什么会发病?我行医已经几十年,在研究生阶段作年轻医师的时候,我面对的病人主要是风湿性心脏病、先天性心脏病、心肌炎等。随着我们国家生活条件的改善,疾病谱发生了改变,现在90%以上的心脏病是冠心病高血压、心肌梗死等,那些先天性心脏病、瓣膜性心脏病的患者已越来越少,因为先心病的孩子早期已做完手术,我们生活好了就会减少风湿性心脏病的发病。因此,我们这个团队在最近十年主要是研究为什么病人会罹患动脉粥样硬化,我们做了很多的基础研究,希望能在原始创新研究中占据世界一席之地。

  要从源头上解决问题

  张运:早年的影像学研究很重要,它解决病人的实际问题,我们目前还在做这些研究。但是近年来更希望在源头上解决一些问题。比如说病人为什么会得动脉粥样硬化?为什么病人血管好好的,到了50岁之后就逐渐出现病变?回答这些问题确实很难,这是世界性难题,心血管领域的珠穆朗玛峰,为了登上它我们付出了很多艰苦的努力,当然我们也发现了很多有趣的东西。

  比如说我们最近在探讨,为什么从全世界来看,北方人比南方人更容易得心脏病,寒冷地带比温暖地带更容易得心脏病。即使在北方,冬天比夏天容易得心脏病,南方当然也是这样。早年研究发现寒冷很可能引起人们血压升高、血管痉挛等。但是我们经过多年努力终于发现,以上并不是主要原因,真正的原因在于寒冷的时候身体的一种脂肪组织发生了转变,白色脂肪变成棕色脂肪,后者分解以后释放出脂质,脂质跑到动脉管壁里使斑块长大。所以动脉粥样硬化的斑块长大,管腔就变狭窄了,导致心脏病的发生。

  我们发现了一个很重要的人们从未意识到的问题,那就是寒冷引起的血脂异常,进而加重动脉粥样硬化。这个发现的意义是,冬天的时候第一要保暖,第二要加强运动,第三要加强降脂治疗,包括生活方式改善,少吃脂肪,多吃青菜,多多活动。当然外出的时候要注意保暖,对于有心脏病的病人更重要。冬天时降脂药的剂量要加倍才能把血脂控制好,这在世界上也是重大发现。此研究发表在世界最高水平的三大杂志之一《细胞》的一个重要子刊《细胞代谢》上,在学术界引起很大的震动,许多国内外媒体作了报道,英国泰晤士报发表专题报道,题目是“为什么寒冷会堵塞我们的动脉”。我们的后续研究还在进行,我经常想我们有很多边防战士在伏冰卧雪,我不知道会对他们的心血管系统产生什么影响,今后我们要好好地去研究这方面的问题。

  如果要问我的研究兴趣何在,我的兴趣无处不在。如果对比哪个研究意义最大,我想说不同的研究有不同的意义,很难说哪个意义最大。但是每解决一个问题对我们的病人都有帮助,这就是它的意义。

 
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