近日，《生物医学光子学及成像》课程（EE280）国际前沿系列专题讲座在上海科技大学信息学院举行。本次活动由信息学院任无畏教授组织，特邀意大利米兰理工大学博士、PIONIRS公司联合创始人Michele Lacerenza担任主讲嘉宾，围绕“光子扩散与诊断：从研究到产业的定量组织光学”这一主题，通过专题报告、案例解析与设备演示等环节，系统介绍了时间域近红外光谱技术（time-domain near-infrared spectroscopy, TD-NIRS）在组织血氧定量监测与脑功能成像中的最新研究进展与临床应用前景，为生物医学光学的产研融合提供了实践路径与经验启示。
临床监测领域的核心挑战
组织血流动力学是表征健康与代谢的关键窗口，但传统方案在定量能力、深层敏感性和抗运动干扰方面不足。Lacerenza博士重点介绍了TD-NIRS如何通过解析光子在组织中的“时间飞行”分布，区分吸收与散射效应，从而获得定量的血氧学参数。围绕脑功能成像、肌肉代谢评估与重症监护等场景，他指出TD-NIRS在抗运动伪影、重复性、深层组织敏感性及无肤色偏差方面的综合优势，为动态、床旁、定量监测提供了全新方案。
技术介绍与设备演示
在技术展示环节，Lacerenza博士介绍了由团队研发的便携式TD-NIRS设备：NIRSBOX。该系统使用了先进的单光子探测雪崩二极管（Single-photon avalanche diodes, SPAD）技术，达到了皮秒级别的时间分辨率以及单光子探测的灵敏度。同时，该设备采用多波长脉冲激光光源，可实时、无创、定量监测氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、总血红蛋白以及组织氧饱和度等多个生理参数。在此基础上，Lacerenza博士围绕典型应用场景进一步以实证结果展示TD-NIRS的监测能力：在神经血管耦合研究中，手指敲击与行走任务可观察到对侧运动皮层的血氧动力学变化；在运动生理与康复场景，肌肉收缩与恢复阶段的氧合曲线显示良好可重复性；在儿科研究中，不同年龄段脑与外周组织氧合的参考分布为个体化评估提供了基线。在设备演示与互动环节，Lacerenza博士现场邀请学生协作完成设备连接、软件设置、实时采集与结果解读；探头置于自己的前臂或额部，界面同步显示曲线与数值，在轻按、放松、深呼吸等动作下呈现即时变化，并结合“时间飞行”信息说明TD-NIRS如何区分吸收与散射、实现绝对定量。师生还就重复性、抗运动伪影与深层敏感性展开互动问答，现场互动积极，交流效果显著。
从科研到创业的启示
作为从学术走向产业化的践行者，Lacerenza博士分享了其在米兰理工的科研经历与创业历程，强调以真实需求定义产品、打造跨学科团队、确保数据处理透明可追溯、提供用户培训与持续迭代，是促进成果转化、实现从学术到产业落地的关键。在分享过程中，他还鼓励同学们要以开放协作与快速试错的方式推进技术转化，让生物医学光子学在临床与产业中形成完整的价值链条。
课程介绍与培养目标
本次讲座是《生物医学光子学及成像》课程（EE280）实践教学的亮点之一。目前，课程已成功邀请多位海内外知名学者举办系列讲座。课程负责人、信息学院任无畏教授表示，该课程以“基础理论—前沿技术—产业实践”为主线，通过多元化的互动教学模式，贯通基础原理（组织光学物理、光学图像处理）、光学成像技术（显微光学、光学相干断层、漫射光学、光声）与实践教学（近红外光成像实验、生命学院分子影像中心参观、团队项目）等环节，构建一体化培养体系，始终致力于将国际最前沿的科研动态和产业技术引入课堂、培养学生的跨学科创新能力和国际视野。《生物医学光子学及成像》课程（EE280）为本研一体课程，开课时间为每年秋学期，推荐先修课程《信号与系统》和《高等数学》，欢迎信息学院以及其他学院的同学报名选修。
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