北京大學(xué)工學(xué)院教授， 常務(wù)副院長， 中心副主任

固體力學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程

生物醫(yī)學(xué)微納米技術(shù)研究；生物醫(yī)學(xué)信息技術(shù)和醫(yī)療儀器技術(shù)研究；生物醫(yī)學(xué)材料與組織工程研究；功能成像研究

提出了多種獲得分量解耦的形變導(dǎo)數(shù)條紋圖的光學(xué)微分干涉方法, 給出了具有普適性的光力學(xué)干涉的相關(guān)準(zhǔn)則，提出了基于載波條紋圖的小波變換分析方法, 并成功地應(yīng)用于動態(tài)應(yīng)變場、高階導(dǎo)數(shù)場、局部化奇異性等問題的求解。在材料破壞與結(jié)構(gòu)動力失效研究方面, 成功地將動光彈與動焦散方法結(jié)合在一起研究應(yīng)力波與裂紋的相互作用, 得到了一系列彈性波傳播與裂紋響應(yīng)、擴展間的作用規(guī)律; 發(fā)現(xiàn)了受沖擊圓環(huán)的缺陷敏感區(qū), 給出了其對沖量的依賴關(guān)系和失效準(zhǔn)則; 通過雙材料界面裂紋的動態(tài)焦散線分析研究, 給出了用焦散斑特征尺度求解運動界面裂紋動態(tài)應(yīng)力強度因子的實驗和分析方法。通過精細(xì)網(wǎng)格的傅立葉變換應(yīng)變分析, 獲得了塑性材料中微孔洞的流動增長與匯合演化規(guī)律。

與北大微電子所合作，設(shè)計制造了諸如多通道光學(xué)開關(guān)、硅基材料的新型雙軸轉(zhuǎn)鏡、在位微型材料拉伸實驗機、結(jié)構(gòu)等效剛度和等效模量的工藝在位檢測結(jié)構(gòu)等微系統(tǒng)；有關(guān)微系統(tǒng)的分析和模擬研究包括：橫向振動微陀螺的響應(yīng)研究，麥克風(fēng)波紋膜片的非線性變形分析，邊界元與有限元結(jié)合的微系統(tǒng)的力-電耦合場分析等。2005年，將原子力顯微掃描與數(shù)字圖象相關(guān)技術(shù)相結(jié)合的研究取得重要進(jìn)展，成功應(yīng)用于微型加速度計中梁內(nèi)納米量級的位移場測量，其發(fā)表在“Nanotechnology” （2005，26：（4），344-349）雜志上的論文在約兩個月里下載超過250次 （屬IoP期刊論文的10%范圍）。

開展了有關(guān):

（1）細(xì)胞力學(xué)行為研究：以柔性基底材料的形變分析為基礎(chǔ)，研究心肌細(xì)胞在收縮舒張及腫瘤細(xì)胞在遷移過程中的位移場、力場和做功性能，研究在不同基底剛度和不同藥物作用等環(huán)境變化下細(xì)胞的動力學(xué)響應(yīng)和行為特征變化。我們建立了適合單細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)實時動態(tài)力學(xué)檢測的方法，給出了反映單細(xì)胞與基質(zhì)相互作用的力信號響應(yīng)特性的動力學(xué)表征指標(biāo)；提出新的根據(jù)基底變形場反解細(xì)胞應(yīng)力場的精確模型。

（2）微流體技術(shù)研究：研究微流體器件的結(jié)構(gòu)與流場設(shè)計、材料的力學(xué)性能測試與表征、流體的化學(xué)物理學(xué)參數(shù)測量等，已經(jīng)成功地設(shè)計和制備的通過流體聚焦實現(xiàn)細(xì)胞電穿孔的微器件，具有低電壓和高效率等重要特性。有關(guān)利用流體微電極進(jìn)行溶液細(xì)菌濃度測量方面的研究進(jìn)展，表明了在溶液細(xì)胞計數(shù)方面的新器件的簡潔性和有效性。

（3）計算機圖像技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷和治療中的應(yīng)用研究，包括計算機輔助手術(shù)導(dǎo)航研究：利用圖像立體視覺的光學(xué)導(dǎo)航和磁場定位的磁導(dǎo)航，我們的研究為人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)、肺及氣管組織的穿刺活檢等提供了有效的實時引導(dǎo)手術(shù)器械定向和定位的工程技術(shù)手段。利用CT圖像的三維重構(gòu)及特征提取，我們進(jìn)行了中國人骨盆骨性參數(shù)的定量測量和特征分析，其與手術(shù)分類所對應(yīng)的參數(shù)結(jié)果為低位直腸癌手術(shù)提供了重要的術(shù)前設(shè)計依據(jù)。通過對MR圖像的分形特征研究，給出了前列腺外周帶磁共振圖像中正常組織與癌組織的分形維數(shù)差異，為磁共振圖像診斷前列腺癌提供了新的定量指標(biāo)。

（4）醫(yī)學(xué)信號檢測分析研究：針對睡眠呼吸暫停綜合怔等病癥，研究相關(guān)的生理病理信號檢測和分析處理，我們所研制的主動電極具有高信噪比等特性，獲得了國家發(fā)明專利，可以準(zhǔn)確方便地測量心電、腦電、肌電等不同水平的生理信號，利用時域—頻域綜合分析，給出了新的病理判別特征指標(biāo)，通過分形和小波變換等非線性分析，為睡眠醫(yī)學(xué)相關(guān)的綜合監(jiān)測和健康評價提供新的方法和技術(shù)。我們所提出的利用結(jié)構(gòu)光進(jìn)行胸部運動測量的研究，可以在呼吸無約束和測量非接觸的條件下進(jìn)行肺功能評價，并且能在左右胸腔處于不同病理情況下進(jìn)行肺活量測量，從而對手術(shù)處理的結(jié)果進(jìn)行定量評估。[1]