王友清:为糖尿病患者装上“智能胰脏”

最近,山东科技大学教授王友清几乎都是在实验室度过的,他想早日让糖尿病患者用上“智能胰脏”。他研制的“智能胰脏”能根据患者血糖动态变化,实时调节胰岛素注射速度。

王友清并不是医学专业出身,他本科是在山东大学读的数学专业,直博阶段则是在清华大学攻读控制学科的故障诊断和容错控制方向。“我是在美国加州大学圣巴巴拉分校做博士后期间接触的人工胰脏。因为人工胰脏是医疗器械,安全性非常关键,这就需要用到故障诊断和容错控制。”他说。

在美留学期间,王友清对迭代学习控制、重复控制、批对批控制3种过程控制方法进行了系统梳理,清晰分析了三者的相似点和区别,并提出适用指南,相关论文在国际顶级学术刊物《过程控制期刊》刊发。

2010年,王友清结束在美博士后工作。虽然导师非常希望他留在美国工作,也有一些国外科研机构和企业向他抛出“橄榄枝”,但王友清选择了回国。“还是回到国内有归属感。另外,人工胰脏在国内是空白,国内自动化领域发展又很快,回国感觉发展空间更大。”他说。

2010年4月,王友清来到北京化工大学任教授和博导,当时还不到29岁。回国后,他给一些国内知名糖尿病专家发邮件介绍人工胰脏,但都石沉大海。王友清觉得不能这么等下去,便挂了一个中日友好医院的专家号,为的是当面给专家讲讲他在美国接触的人工胰脏。

“对1型糖尿病人的传统治疗手段是人工注射胰岛素,后来有了胰岛素泵。但不管病人体内血糖如何变化,胰岛素泵的注射速率都是固定的。可能病人发生了低血糖,但还是在注射胰岛素。”王友清介绍,“人工胰脏则是通过传感器动态监测病人血糖数值,并根据血糖变化实时调整胰岛素注射速率,形成一个闭环系统。”

王友清团队和合作伙伴在中日友好医院对糖尿病患者展开了临床实验。利用迭代学习控制技术及加入一些干扰因素,病人血糖的控制效果明显好转,人工胰脏的控制效果保持稳定。

“接下来,我们将不断提高人工胰脏的系统安全性,争取让人工胰脏早日实现产业化,并利用人工智能技术提高糖尿病并发症的诊疗水平。”王友清说。

2016年,王友清加入了山东科技大学。除继续坚持人工胰脏研究,还将专业理论知识应用到无人艇研制等领域。“青岛是一座海洋城市,无人艇在海洋产业中发挥重要作用。我们正在为无人艇设计故障自愈系统,如果无人艇在海上出现故障或异常工况,可以通过自适应补偿、部分重启、群体协同等实现自愈。”他告诉记者。

新华社记者张旭东据新华社电

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