霍南在耶鲁大学PET研究中心实验室进行代码调试。

■霍南

去年七月，南京邮电大学贝尔英才学院官网发布了赴耶鲁大学医学院PET研究中心完成毕业设计的项目通知，项目涉及优化PET（正电子发射断层成像）中心脏信号的提取。这是一个对我十分有吸引力的项目，因为我在本科时参与的几个研究项目都是信号处理在医学上的应用，因此也十分渴望能在国际顶尖学府参与相关方向的研究。

在经历了提交简历、学院推荐、耶鲁面试等选拔环节后，我幸运地争取到了这次赴耶鲁大学完成毕业设计的机会。

这次宝贵的经历让我在体验完整科研过程、培养良好科研习惯的同时，也认识到自身的不足，找到了努力的方向。

一次难忘的科研历程

通常在做PET扫描时，心脏信号是通过外加心电图设备（ECG）获取的，但这样会占用额外资源。目前学术界提出了基于元数据，即列表模式数据（Listmode data）产生的分布质心（Centroid of Distribution，COD）数据驱动的门控技术来提取心脏信号，其优势在于不需要借助额外的硬件来获取心脏信号。而我们的研究目的是优化基于元数据的心脏门控方法来提升其鲁棒性。

初到实验室时，我们暂时缺乏相关背景知识和对领域内相关概念的了解，给自身“充电”是当务之急。于是，导师卢一奂博士就为我们精心挑选了一些论文，让大家补充基础知识并学习之前领域内提出的方法。

在学习期间，我们也被邀请参加组会。令我记忆犹新的是，在组会上，导师在与其他科研人员讨论方法的时候也会询问我们的想法。当我提出一种现在看来非常幼稚的方案时，导师非但没有觉得我在浪费时间，反而夸赞了我的想法，并且认真地解释为什么该方法不可行。这让我感觉到国际顶尖的实验室并非遥不可及，反而是那么真实温暖。

充分地分析项目内容是我们要迈出的第一步。由于我的项目是一个优化问题，导师首先和我讨论之前提出的方法有哪些改进空间，分别针对这些方面应用不同的优化方法。

在提出优化方法后，需要研究方法的性能表现，这就需要将整个过程用代码实现。在这一过程中，我学到了非常重要的方法——模块化，即将整个过程拆分成一个个小模块，然后再分别实现。这就好像事先准备好所有零件，最后拼成一个完整的乐高玩具。始终对科研抱有一颗赤子之心的导师曾说：“乐高是孩子们的玩具，而科研项目是科研人员的乐高。”这句话我至今仍然记得，它让我觉得科研也可以很有趣。

在研究过程中，我们就发现了一件有趣的事，它也改变了我对科研的刻板印象。

研究之初，我们提出了一种比较“优雅”的方法——用主成分分析法来旋转坐标系。但是后来发现，这种“优雅”的方法竟然没有简单的遍历法表现得出色，最终我们采用了简单有效的遍历法。曾经我以为，科研就是提出复杂而巧妙的方法来解决困难的问题。现在我了解到，有时简单的方法不一定意味着不可行或者不出色，它们不能被忽视。

除此之外，优化方法的设计过程，也让我明白了何为真正的科研。

在优化初期，我们认为可以设计一种算法自动选择心脏区域作为感兴趣区域（ROI）来研究，这样可以减少很大一部分噪声。然而，经过一系列尝试后我们发现，该方法对整体性能的改善几乎可以忽略不计，这让我们困惑不已，因为从数学上看，该方法是一定能改善算法性能的。我们经过深入研究后才发现，原来是PET扫描仪的空间分辨率有限，并不能很好地分辨几厘米的差异，所以才导致算法整体性能没有改善。

这使我开始对自身进行反思：最初，我根本没觉得PET扫描仪的物理构造以及特性与改进算法的研究会有什么关联，所以之前对导师让我们看关于PET扫描仪介绍的书籍不以为然。这次事件让我体会到，真正的科研很少有非常理想的情况，影响实验结果的因素太多，只有对复杂实验环境有准确的物理上的感知，才能做到对实验有比较好的把控。

科研的热爱与自律

耶鲁大学PET研究中心最让我敬佩与感动的地方在于，每位研究人员对于科研的热爱，以及他们共有的“自律”这种美好的品质。

我的导师卢一奂博士在与我们讨论项目的时候总是非常快乐的，那种气氛就像是几个男生聚在一起聊篮球比赛。与此同时，为了这份他热爱的事业，他每天早上8点都会准时来到实验室开始工作，几乎每次都会工作到晚上11点以后才回家，在比较忙的时候工作到凌晨也很正常。但他不会因为工作到很晚而影响第二天的工作，他的自律让我敬佩。

而实验室主任、学术界的泰斗级人物理查德·卡森教授更是热爱与自律的典范。

我还记得当他在组会上向我们介绍曾经发表过的某篇很有影响力的论文时，脸上洋溢着自豪和喜悦，就好像一位父亲在向大家介绍他出色的孩子，他眼睛里闪烁的光告诉我们他是真的热爱科研。说起自律他更是到了一种极高的境界。导师曾和我们提到过卡森教授每天早晨5点就起床，健身一小时，吃过早饭7点之前准时到实验室开始一天的工作。更加令人惊叹的是，他每天都会跟进实验室里数十个不同领域的项目进度，还总能在组会上一针见血地指出各个项目存在的问题，并给出令人茅塞顿开的建议。我想正是他一直以来的热爱和自律造就了一代学术泰斗。

翻开新的篇章

正是在耶鲁大学的这一段经历，让我学会了很多，也养成了很多好习惯，比如完成任务之后进行细致的自查、在项目过程中坚持写日志文件、对研究项目形成物理上的感知，等等。这些都是让我受益终身的财富，也让我能够更快、更好地适应研究生项目的新学校约翰·霍普金斯大学的生活，在寻找指导老师的时能够自信地说，我已经养成了这些良好的科研习惯。我相信有了本次耶鲁大学毕业设计的积淀，我以后在学术道路上能走得更远。衷心地感谢南京邮电大学贝尔英才学院让我拥有这个宝贵的成长机会。

（作者系南京邮电大学贝尔英才学院毕业生）