为中国患者实现无创检测，他在实践中开启医工交叉的“盲盒”
樊志鹏，2021年9月至2022年6月在深圳市脉度科技有限公司完成专业实践，第八届专业实践奖一等奖获得者，与团队开发出无创血红蛋白浓度检测仪。2023年6月获得清华大学生物医学工程硕士专业学位。
“回炉”深造，深埋创新创业之种
2018年6月，本科毕业的樊志鹏在上海市蔚来汽车有限公司工作。公司副总裁沈斐毕业于清华电机系，通过面试交流，樊志鹏从沈斐的描绘中第一次感受到新能源汽车行业的蓬勃朝气，以及身为创业者在这个行业改革创新的决心。
“进入公司后，我参与了多个岗位的轮岗，在这个过程中我逐渐认识到，自己需要更多知识和锻炼，来融入科技革命的浪潮。”因此，樊志鹏决定“回炉”深造，他顺利通过考研，来到了清华大学深圳国际研究生院。
在这里，樊志鹏遇到了他的良师益友何宏辉副研究员，与团队共同收获了宝贵的知识和难忘的回忆。
樊志鹏表示，学院国际化、开放式、创新型的办学特色和深圳市浓厚的创新创业氛围一直深深感染和启发着他。研一时，樊志鹏从“高新企业的创办与管理”这门课中学到了创业方面的知识。他和舍友也积极参加实践，陆续参加了包括SDG创新创业比赛在内的多项比赛并获奖。
通过专业实践，开启医工交叉的“盲盒”
研一暑假期间，何宏辉找到樊志鹏并向他介绍了毕业于物理系的师兄周勇博士。受到深圳创新创业氛围的吸引，周勇从国外带回了一个创业项目，主要聚焦无创血红蛋白浓度检测方面的研究。
“这个项目既是基于我们实验室的研究方向，又是我们第一次真正踏出实验室大门，将工科技术用于解决实际医学问题的尝试。”何宏辉表示，这其中遇到的很多方法学、工程甚至用户交互等问题，不仅对樊志鹏是一个巨大挑战，对身为导师的他也提出了很多全新的问题。
考虑到樊志鹏拥有企业工作经历和基础工科知识背景，同时也受到了学院良好的创新创业教育，在这方面有着想法和热情，何宏辉选择让樊志鹏加入这个项目。
血红蛋白浓度检测仪主要用于帮助贫血患者测量血红蛋白浓度，受众包括但不限于尿毒症患者、孕妇、新生儿等。樊志鹏表示，常规的血液检测往往都是患者到医院抽血进行。顾名思义，无创血红蛋白浓度检测仪不需要患者抽血，而是足不出户即可完成日常的检测，可以极大减少患者身体上的痛苦和频繁往来医院的成本。
“目前国际上受到认可的无创血红蛋白浓度检测仪主要来自美国的一家公司。但是该设备成本高昂，全英文菜单也为国内患者的使用带来了不便。”樊志鹏介绍道。
为了研发出适合国内患者使用的产品，结合实验室的工程研究方向和实际的医学应用需求，樊志鹏以“创业者”的身份加入公司，围绕这一课题开始了为期36周的专业实践。
多地辗转，设计研发与数据采集并行
和许多初创项目一样，樊志鹏的专业实践之路并非如想象般顺利。缺乏经验的他需要在反复试错中探索“如何真正实现从实验室方法到设备产品的‘医工交叉’顺畅转化”这一难题。在项目初期，公司也面临着人员短缺、技术储备不足等问题。
为此，樊志鹏和师兄一起阅读了大量的文献，做了很多调研，进行理论方面的研究。他主要负责算法的设计和优化，同时兼顾结构设计和材料设备的采购。逐渐地，公司在半年时间里发展壮大，有了一支团结协作的团队。而拥有企业工作经验的樊志鹏也靠良好的沟通能力与团队成员较好地磨合，及时找到了正确的研究方向。“大家为了同一个目标努力，充满了热情和信心。”
2022年春节期间，樊志鹏选择留守公司，抓紧推进项目进度。经过不断地测试、调试、改进，他先后解决了几个关键性问题，从血液中两种主要的血红蛋白（含氧血红蛋白和无氧血红蛋白）对光的吸收特性曲线出发，设计了一种基于7波长PPG信号预测血红蛋白浓度采集方案；在硬件上通过灯板的自定义设计来减少空间误差；软件上采用电流的反馈调节来提高信号的信噪比，获得了高质量的信号。
所研发设备的基础光学理论
所研发设备的硬件设计和算法难点
樊志鹏提出的基于智能手机的无创血红蛋白浓度检测方案
同时，项目需要樊志鹏辗转于深圳总部-长沙生产基地-耒阳临床医院各处，完成从产品设计、生产到采集临床数据各个环节的任务。他在湖南省耒阳市人民医院的血液中心进行了三个月的数据采集，采集群体多为尿毒症患者，每位患者采集时间120分钟，获得了大量的临床数据。
樊志鹏对样机的软件进行调试
在数据预处理方面，为了提高预测准确性，樊志鹏设计了PPG信号质量评价流程、采用包络法去除呼吸的影响。经过不断地算法优化，团队成功实现了初代设备的研发，目前在进行进一步的临床试验。这一成果将有望帮助我国更多贫血患者方便、快速、无创地进行日常血红蛋白浓度检测，极大降低患者频繁往返医院检查的成本。同时，该设备的动态检测功能也能够帮助患者持续观察血液指标的动态变化。
对研发的样机进行测试
为实现“健康中国”而努力，他们一直在路上
回望过去一年的实践经历，樊志鹏的心中充满了感激。在这一过程中，他更好地了解了人们的实际应用需求，也培养了自己的团队协作能力。“这一创业项目给了我展现自我和不断成长的机会，让我经历了产品从0到1的研发过程。”樊志鹏还说，学院为同学们提供的专业实践机会，让自己真正体会到了如何将实验室所学工程知识用于解决实际医学问题。何宏辉说：“在这个过程中，樊志鹏从开始阶段的简单完成团队任务，到最终形成了自己的想法并主动提出解决方案，真正成长为了团队骨干，他也变得更加有想法、有抱负。”
“这次实践经历让我更加坚信并理解‘行胜于言’的意义。”樊志鹏表示，300个日夜的努力，让他真正地明白了坚持的力量。“只要坚持不懈，困难就有解决的一天，这段经历让我终身受益。”
编者栏：
专业实践是专业学位硕士培养方案中的必修环节，高质量的专业实践是专业学位教育质量的重要保证。我院2010年开启专业实践管理的建设工作，以培养学生实践能力和职业素养为核心，以高效服务师生为原则，不断完善全流程实践管理体系，走出一条有特色的工程人才培养道路。近期，第八届专业实践奖评优完成，旨在表彰我院在专业实践中表现优秀、成果突出的全日制专业学位硕士研究生。本年度共有1120余位专业学位硕士研究生参加了各培养项目组织的初评答辩。最终，167名同学获得第八届专业实践奖，其中一等奖14名、二等奖28名、三等奖125名。
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来源|工程教育中心
素材提供|樊志鹏、杨劭暕
图|樊志鹏、何宏辉
编辑|叶思佳
审核|陈超群
排版|张妮