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編者按：“清華大學博士生短期出國訪學基金”—— 自2010年起設立，受到“雙一流”建設經(jīng)費和清華大學教育基金會的共同支持，為博士生赴國外一流大學或重要國際組織、師從一流導師開展研究工作提供4-6個月的生活費資助。至今已有超過1800名博士生獲得基金支持。該基金受到師生歡迎，博士生普遍反映受益匪淺。 每個參加短期訪學的博士生都有一段不可復制的、特別的經(jīng)歷和故事，“清華大學研究生教育”公眾號將不定期與大家分享他們精彩的訪學故事。 受到學校博士生短期出國訪學基金資助，我前往美國哈佛大學麻省總醫(yī)院（Massachusetts General Hospital, MGH）交流學習。半年時間匆匆而過，回望這段訪學經(jīng)歷，無論是學習科研還是日常生活，都有一些記憶深刻的體驗和感想。 科學研究與臨床實踐緊密結合 學習和科研，是本次訪學最重要、最直接的目的。我的博士課題是質子重離子放療中相對生物效應（Relative Biological Effectiveness, RBE）的研究。質子重離子束由于其Bragg峰形式的物理劑量分布和相比傳統(tǒng)光子放療較高的RBE值，已成為國內外腫瘤放療領域的研究熱點。 哈佛大學附屬的麻省總醫(yī)院是美國最有聲望的醫(yī)療機構之一，始建于1811年，至今已誕生了13位諾貝爾獎得主。而我所在的放射腫瘤系，擁有美國最大的質子治療中心——Francis H. Burr質子束治療中心，是國際質子放療領域的領先者。在導師李君利教授的支持和推薦下，我聯(lián)系了該中心的Harald Paganetti教授，并前往MGH從事質子RBE值相關的學習研究工作。 Paganetti教授是質子放療領域的著名學者，他所提出的質子RBE值近似等于1.1的理論，已成為當前質子放療中的應用標準。Paganetti教授課題組的研究方向主要是放射物理和生物學，具體包括TOPAS蒙特卡羅軟件的研發(fā)、微納劑量生物物理模擬、人工智能在質子治療計劃中的應用等。而我在訪學期間主要從事了兩方面的研究：變化的質子RBE對肝癌病例的影響研究，以及TOPAS程序微劑量模塊的研發(fā)。 肝癌是全球高發(fā)的癌癥類型，由于肝腫瘤經(jīng)常被正常肝組織包裹，因此放療中在給予靶區(qū)較高物理劑量的同時降低對正常組織的損傷，是肝癌放療的關鍵。質子束由于其特殊的物理能量沉積分布，在肝癌放療中具有更為明顯的優(yōu)勢。因此MGH成立了專門研究肝癌質子放療課題組。我的研究內容是基于肝癌病例數(shù)據(jù)，分析考慮變化質子RBE對治療效果的影響。 在工作中，我深刻感受到了MGH大量的臨床治療數(shù)據(jù)為其科學研究提供的堅實基礎——MGH的質子中心每年都會治療上萬名患者，因此已經(jīng)積累了大量治療及隨訪數(shù)據(jù)，可供科學研究，這是他們的一大優(yōu)勢。以我的研究為例，MGH已經(jīng)收集了近百例肝癌質子治療病例，包括病人CT數(shù)據(jù)、癌癥類型、劑量處方、分割方案、照射計劃等等。受益于大量病例計算的展開，我才得以分析變化的質子RBE的影響趨勢，也使得研究結果更貼近臨床。我想，如果我們國內的相關研究也能進一步結合大量病例治療數(shù)據(jù)，想必將獲得更具有臨床意義的研究結論。 我的另一項工作，則是建立TOPAS程序的微劑量模塊。重離子輻射場的成分相較光子更為復雜，這與輻射生物效應息息相關?；诮M織等效比例計數(shù)器（Tissue Equivalent Proportional Counter, TEPC）研究微米尺度的輻射場成分，在質子重離子RBE值計算研究及質量保證中具有重要意義。研究中，我的模擬結果幾次都與實驗值存在明顯差異，多方調試也沒有明顯改進。由于該領域有很多相關的研究學者都與Paganetti課題組有著密切的學術交往，因此我在課題組老師的幫助下積極與他們取得了聯(lián)系，最終在其幫助下迅速解決了問題。這半年里，也有多個國家的學者來課題組學習、工作，這讓我充分體驗到什么叫“科學是沒有國界的”——一個科學研究機構的學術交流越廣泛、越豐富，它所具備的研究潛力可能就會越大。 科學研究與臨床實踐是緊密結合的。課題組的有些研究項目，例如在放療療程中腫瘤體積的變化、靶區(qū)臨界體積（Clinical Target Volume, CTV）的合理劃分等等，都是在臨床治療過程中發(fā)現(xiàn)的問題，而解決這些問題又對提高治療效果具有非常重要的意義。因而，放療領域的科學研究，離不開與臨床醫(yī)生的頻繁交流、探討，這樣才會使得研究工作更加接地氣。在MGH，每個星期都由學生進行最新文獻的調研報告，每隔兩周還會有學者做個人研究報告。在這些學術交流中，常常會有身穿白大褂的醫(yī)生參加、聆聽，他們經(jīng)常提出臨床遇到的相關問題，并與科研人員進行討論、碰撞出思想的火花。 此外，課題組內有很多同事的本科和研究生背景都不是醫(yī)學物理專業(yè)，為此，MGH開設了相關課程，對于非該專業(yè)的科研人員是必修的。這樣的課程設置也很值得我們國內的高等院校學習——我在平時研究中，也經(jīng)常會遇到一些基礎的醫(yī)學物理常識問題，旁聽一些醫(yī)學物理的課程會對研究工作有所裨益。 高度獨立與自由分享 在MGH做研究與國內的另一大差異是獨立性很強，這可能也是MGH研究生培養(yǎng)的特點。 在清華時，我常會與老師討論研究工作進展，因此剛去MGH后反而感覺不適應，常常階段性地總結當前工作發(fā)給Paganetti，好在他也會及時回復他的意見。后來，我逐漸嘗試適應這種研究氛圍，學會規(guī)劃自己的工作，每次討論前做好問題準備，在有限的討論時間中盡可能多地解決問題?？梢哉f，在MGH的這段訪學經(jīng)歷，也是對自己獨立工作能力的一次考驗。 同樣令人印象深刻的是MGH各種各樣的安全保密培訓和測驗。 由于研究項目涉及到病人數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)的存儲拷貝、個人電腦的管理等要格外警惕。甚至，我偶爾還會收到一些“釣魚”郵件，不小心打開后，便會被提醒安全意識不夠、需要注意信息保密。 而與此相反的是，同事們都很樂意在研究組內分享自己的研究成果，他們會大方地打包發(fā)送自己的程序代碼，以便于別人的研究工作；在服務器上也能下載、查看每個人的工作資料。這一嚴一寬，恰恰反映出MGH成熟的科研制度和友好的科研環(huán)境。 在MGH我還參加了一些國際知名學者的講座，對此，我最大的感觸便是他們報告的立意之深遠。他們能夠回顧過去幾十年醫(yī)學物理的發(fā)展脈絡，用大量的數(shù)據(jù)闡釋當前的發(fā)展狀態(tài)，并描繪將來幾十年的發(fā)展方向，非常大氣。此外，這些知名學者也都是當前一些重要放療技術的奠基人，因此對于技術發(fā)展的前因后果非常了解。 例如MGH放射腫瘤系物理學部負責人Thomas Bortfeld，他是調強放射治療（Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT）技術的主要發(fā)明人，他的講座就以IMRT的發(fā)展為主線。從IMRT最初idea的提出（1970年代一篇Co-60放療屏蔽的文章），到初步實現(xiàn)（完成一個病例計算需要3個小時），再到技術手段上有突破（時間縮短到十幾分鐘），最終得以廣泛應用……他一步步勾畫出從臨床應用提出要求、開展基礎研究，到各領域基礎研究的idea轉換為臨床應用方向，再到技術手段的革新和臨床應用，這樣一個醫(yī)學物理研究的循環(huán)流程，讓我很受啟發(fā)。自己推導的公式與理解別人的公式推導，終究是有差別的。近現(xiàn)代科學技術主要發(fā)展于西方國家，因而他們對各個領域的研究知根知底、入木三分；而我們國家的科學研究多是在其基礎上做進一步發(fā)展創(chuàng)新，屬于在別人的地基上建房子。希望在不遠將來，我們也能有大量原創(chuàng)性的研究成果出現(xiàn)，這樣才能真正體現(xiàn)一個國家的科研實力。 從零開始的衣食住行 日常生活也是這段訪學經(jīng)歷中一次很大的挑戰(zhàn)。在清華，衣食住行，樣樣學校都給我們提供便利，使我們可以專心從事學習和科研工作。但到了美國后，這些都是需要直接面對的生活問題：從鍋碗瓢盆、柴米油鹽到水電熱網(wǎng)，對我都是全新的考驗。 仍然清楚記得，初到美國，我的第一頓早餐是面包片配自來水，一瞬間格外想念清華品類豐富的早餐。之后，我網(wǎng)購了熱水壺，終于喝上了熱茶；又跟室友置辦了廚具，開啟了人生第一次做飯生涯——以前在學校，一日三餐都是刷卡解決；但在美國需要洗菜、蒸米、炒菜、盛飯、洗刷清理等一整套工作，吃上一頓飯，要耗時一個小時，還鬧得滿頭大汗。 后來，我也慢慢適應了自己做飯的生活，開始計劃每周的食譜，甚至學著嘗試不同的口味，每周末去中國超市挑肥揀瘦也已然成了訪學生活的一部分。從最開始的煮面條，到番茄炒蛋，再到后來的土豆燒排骨、麻辣燙，我終于深刻體會到“每個留學生都會帶一身廚藝回國”。 住房方面則更不用說。波士頓的房租普遍高昂，我租的房子（嚴格說是地下室）距離工作地點足有10公里路程，而這段路程乘坐美國歷史最悠久的地鐵需要1個小時的時間。過去我總覺得在大城市擠地鐵是一件非常痛苦的事，現(xiàn)在已然覺得這就是城市生活的一部分。每天，我迎著晨曦坐上地鐵，一邊聽聽英語，一邊計劃當天的工作；晚上則迎著晚霞回到公寓，路上還能思考一天的收獲和不足。 生活中的那一抹“清華紫” 工作之余，課題組的同事們經(jīng)常會聚在一起侃大山。特別是每天中午半個小時的午餐時間，大家會挑選自己喜歡的食物，圍坐在桌子旁邊，聊天氣、聊周末、聊孩子等等。有幾位同事在離開課題組前還在家里舉辦了Barbecue，大家一邊做飯一邊暢聊，同事間的關系都非常融洽。 在端午節(jié)的前一個周末，波士頓的華人在查爾斯河上舉辦了一年一度的龍舟比賽。哈佛、波士頓大學等當?shù)馗咝６冀M織了參賽隊，清華北大等國內多所大學的校友會也紛紛投入其中。比賽當天晴空萬里，清華健兒們在“咚咚”的擂鼓聲中奮力搏擊，在碧綠的查爾斯河上留下一道道鮮艷的清華紫。作為一名拉拉隊員，我也為自己能夠為母校加油而感到無比自豪。 波士頓是美國受教育水平最高的城市，人們的文化素質普遍較高，這也反映在日常的一點一滴中。每天清晨在波士頓北站，我都能遇到川流不息的上班族大軍。但即使每個人都邁著極快的步伐，在推開面前厚重的玻璃門時都會停下腳步向后看看。如果身后有人，他們一定會把門把手交給后面跟隨的人才會離開；一次地鐵突然在隧道中間熄火，全車人等了二十分鐘。當趕來的修理工重新發(fā)動列車后，全車人員立刻回報以一聲聲的“Thank you!”而沒有一聲抱怨。此外，所有的公交車都有側傾功能，方便坐輪椅的殘障人士上車。波士頓人的素質體現(xiàn)在這一個個小小的細節(jié)中，很值得我們學習和改進。 波士頓也是美國歷史最悠久的城市之一，馬路兩旁的建筑普遍都有百年歷史。城市中的高樓大廈不多，而屋前花園、屋后停車場的各種House設計，也體現(xiàn)出當?shù)厝藢芤馍畹淖非?。陽光明媚的日子里，常常能夠看到人們在自家花園里舉辦Barbecue，歡快的音樂聲伴著烤肉的香味，令人好不羨慕。波士頓還是一座公園城市，草坪、湖泊星羅棋布。每天晚飯后在夕陽的余暉下繞著湖邊走一圈，呼吸著清新的空氣，看著拖家?guī)Э诘囊傍喓捅谋奶乃墒?，也不失為一道亮麗的風景。 這半年在MGH的訪學經(jīng)歷，首先使我體驗了國際一流研究機構的研究氛圍，了解到國際質子放療領域的前沿研究，更鍛煉了自己獨立科研的能力，這對我將來的科研工作是一筆十分寶貴的財富。而離開學校的呵護，則鍛煉了我獨立生活的能力、增長了廚藝，逐漸學會處理日常生活中的各種問題。同時，讓我有機會直觀地體驗美國的社會文化，更與來自世界各地的同事們交流學習，開闊了視野。 在此由衷地感謝學校給我們提供的出國訪學機會和博士生短期出國訪學基金的資助以及藍春學長的捐贈！感謝我的導師李君利教授在我訪學期間的關心、指導和幫助！ 本文來源：清華大學工程物理系陳宜正同學的訪學總結報告 編 輯：邵正隆 清華大學研究生院； 徐思羽 清華大學研究生院學生記者 |
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