刘金龙
上海儿童医学中心

刘金龙,副研究,硕士研究生导师,日本早稻田大学综合生命科学及生物医学工程专业毕业,工学博士。现任上海市小儿先天性心脏病研究所虚拟仿真与辅助循环研究室主任;上海结构性心脏病虚拟现实工程技术研究中心技术委员会主任;上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心儿科医学转化研究所青年PI;上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心医学模拟教研室教师;上海理工大学生物医学工程学科硕士研究生指导教师;暨南大学兼职副教授;上海交通大学交叉学科创新人才实践培养基地(“先天性心脏病智能辅助诊断实践培养基地”)负责人;上海交通大学医学院“医学虚拟与仿真青年科技创新工作室”指导老师;上海交通大学医学院“本科生科研提升计划”指导教师。国家自然科学基金委评审专家;上海市科学技术委员会项目评审专家库专家;国家虚拟仿真实验教学创新联盟-临床医学类专业委员会委员;中国医疗器械行业协会增材制造医疗器械专业委员会委员(工学专家);中国生物医学工程学会会员;上海生物医学工程学会会员;上海市青年科技人才协会会员;美国电气和电子工程师协会(IEEE)会员;日本生体医工学会会员;法国Dassault“Living Heart Project”全球项目会员。曾获“上海市人才发展资金” 市级人才项目;第三届上海儿童医学中心“立德树人优秀教师”——“教学先锋”荣誉称号。

刘金龙副研究员主要从事心血管相关“医工交叉”临床科研与教学工作,致力于血流动力学及呼吸气流动力学计算机模拟仿真、体外流体实验研究、3D打印临床应用转化、虚拟手术计算机辅助设计、数字化医学及虚拟现实等前沿技术在先天性心脏病诊疗、科研和教学中的应用与转化。主导开发课件及虚拟手术仿真软件,创新融合线下多媒体授课、模拟教学实验、虚拟仿真培训以及网络云平台自学等教学模式,建立以虚拟现实和3D打印技术为核心的医学生教学培训体系。其带领的科研教学团队在本专业多个领域的发展做出开拓性的重要贡献:

(1)     积极推进儿科领域数字化建设发展2015年,推动所在科研团队与比利时Materialise公司携手共建我国首个“儿科3D数字医学研究中心”,促进数字化医学研究在儿科临床中的应用。2016年,带领所在生物力学科研团队,作为我国儿科唯一科研团队加入到全球第一大软件公司法国Dassault公司的全球“Living Heart Program”研究项目,开展先心病领域计算机动态全心多参数生-电-流-固多物理场耦合模拟与应用研究。2017年,作为技术委员会主任,同团队共同努力获得“上海结构性心脏病虚拟现实工程技术研究中心”建设项目,推动计算机模拟仿真、虚拟现实、术中导航等技术在小儿先心领域中的应用。2019年,同全球第二大软件公司美国Ansys软件公司法国研发总部达成科研合作协议,获得计算机模拟仿真临床应用技术研发支持。2022年,作为主要及重要研究人员,推动所在团队与上海交通大学开展人工智能诊疗研究,获得上海交通大学“交大之星”(STAR)重大计划项目,以期建立个体精准化智能诊疗系统。

(2)     大力促进虚拟现实技术在教学领域的发展与应用。充分利用自身工学背景优势,引进了一批先进的虚拟现实设备与计算仿真工作站,更新实验与教学训练设备,扩大场地,并通过与企业、科研院所合作,实现资源共享,开发了虚拟仿真手术培训软件,并建立了数字化的网络教学平台,实现教学资源的开放与共享。作为教学团队骨干勇于创新,精心打造《小儿先天性复杂心脏病虚拟手术规划及仿真实验教学培训》课程,2018年该课程成功成为国家教育部和上海市的临床类首批“虚拟仿真实验教学与培训”项目,经过2年的课程建设,2020年该课程,经教育部认定成为“国家级一流本科课程”,2021年被上海交通大学认定为教学“金课”。同时,2020年,由其主持的虚拟仿真实验教学项目,被列为“上海交通大学医学院2020年度一流本科课程建设项目(重点项目)”。2021年,作为课程建设团队的主要成员,参与申请并获得了“上海交通大学医学院研究生课程建设项目——先天性心脏病虚拟手术规划及模拟仿真”微课建设。

(3)     勇于推动儿外科教学模式改革与教材建设。基于小儿先心病的教学需求,积极开展教学研究,探讨新型教学模式。结合虚拟现实与仿真技术,先后引进一批先进的硬件设备,通过使用虚拟仿真设备可观察不同疾病类型的心脏解剖三维模型,将抽象的解剖变得直观立体,化复杂为简单,学生更易理解与掌握;同时,开发虚拟仿真手术培训软件,通过开展真实、高度沉浸感、良好交互性的虚拟手术模拟培训,降低了小儿先天性心脏病手术学习的难度,激发了学生的学习兴趣,让学生可以轻松地熟悉复杂的心脏手术流程;构建现代化的教学资源网络教学平台,并顺利与国家虚拟仿真教学平台对接,实现对外开放,供学生自主学习。这种融合虚拟现实仿真模拟以及网络云平台自学等的新型虚拟教学模式取得显著的成效,既培养了学生们对先心疾病的学习兴趣,也激发了学生们的学习热情,激发学习的主动性和潜能,连续多年带教“早期接触临床实践课程”;作为本科生班导师参加科研提升计划;任教《“拍一拍”你的“小心脏”》选修课,先后培训学生230余人次,获得广大学生的喜爱。2019年,在“国家虚拟仿真实验教学项目持续服务与管理工作会议”上,受邀以大会报告的形式,与会向来自全国各地约800余名教育工作者分享了教学及管理经验。

在研究生教学中,将科研训练和科研竞赛融入教学,以研促学,以赛促学,全面提升学生的创新与科研能力。以相关课题为依托,鼓励学生自主探索,申请相关“医工交叉”课题,开展研究工作;指导学生参加虚拟仿真实验创新大赛、学术论文征文比赛等,培养学生自主研学能力和创新创造能力。2021年作为指导教师指导学生参加全国“第一届医学虚拟仿真实验创新大赛”,获得优秀奖。与此同时,积极参与国家卫生健康委员会“十三五”规划教材《小儿外科学》(第3版)编写工作,将计算机模拟仿真、3D打印及虚拟现实技术写入教材,为临床发展储备更多创新力量。

(4)     积极投身复合型创新人才培养。为将先进的数字化技术及新的教学理念及模式应用于实践,2020年,作为负责人申请并建立了上海交通大学交叉学科创新人才实践培养基地——“先天性心脏病智能辅助诊断实践培养基地”;作为唯一的指导老师参与了上海交通大学医学院“医学虚拟与仿真青年科技创新工作室”建设。2022年,作为负责人获得教育部产学合作协同育人项目,与公司合作,共同打造“结构性心脏病虚拟现实教学创新实践基地”。

在教书育人方面,刘金龙副研究员严谨执教,勇于创新,号召教学改革,把教学重心落于学生身上,尊重每位学生个性差异,因材施教,定期同学生交流,共同探讨并鼓励其探索适合个人的发展方向及研究计划,注重培养学生自主学习意识和基本素质的训练及培养,也更重视挖掘学生的创造潜能,培养其主动探究的能力和勇于创新的精神。同时,非常重视对学生态度、世界观、人生观、价值观进行正确导向,坚持立德树人,把培育和践行社会主义核心价值观融入教人育人全过程,并时刻加强自身思想政治修养,坚持不懈弘扬道路自信、理论自信、制度自信和价值观自信,以积极向上的面貌向学生传递正能量,引导学生形成敬业精神、诚信品质、友善品行,帮助其树立正确的社会主义核心价值观,让学生全面综合发展。作为研究生导师,以直接带教和共同培养的方式共培养学生26人,其中已毕业博士研究生9人,硕士研究生11人。带教期间,指导研究生开展一系列的“医工交叉”研究工作,鼓励学生勇于创新挑战,培养了一批优秀的、能独立开展科研工作、具有实践创新能力的多学科复合型人才。指导研究生发表中英文学术论文30余篇,并多次在多个国际重要生物医学工程会议发表英文口头演讲,获得优秀论文奖。多名研究生先后获得一等奖学金、“三好学生”称号,其中2人获“国家奖学金”。培养的大部分研究生毕业后,超过80%的研究生进入国内一流三甲医院和科研院所工作,另有10%的毕业生继续到国内外知名院校继续深造。

在对外培训与社会开放服务方面,刘金龙副研究员作为数字化医学的倡导者、教学模拟中心虚拟仿真带教教师,积极推进数字化医学教学与知识的推广与普及,组织开展了多次教学培训,线下年培训人数约200-300人次。积极参加“市民开放日”、“医院开放日”等活动,接待包括各级兄弟医院、领导、政协委员、社区代表、中小学生等社会团体的参观访问及知识科普活动百余人次。建设网络模拟教学平台与国家虚拟仿真教学平台对接,打破时间和空间的限制,对外教学开放,使教学信息共享最大化,截止目前在线学习点击率已超1.1万余人次。

(5)   不断扩大科研和教学成果应用转化。刘金龙副研究员在科研上主要贡献包括:① 建立了基于医学影像和多生理参数的血流动力学耦合模拟研究体系,用于复杂先心病血流动力学模拟与评估,可对体肺动脉分流术、Fontan术、Glenn术、法洛氏四联症等先心病手术血流动力学开展综合研究;② 揭示体肺动脉分流术、Fontan术等血流动力学基本特性,并通过计算机辅助设计开展虚拟手术规划,通过计算机模拟仿真及体外流体实验,探寻患者个体化手术治疗方案;③ 利用医学影像三维建模及3D打印技术,为复杂先心病患儿打印等比例的3D心脏实体模型,为功能性单心室临床治疗“单改双”手术创新及规划提供模型技术支持,并受“爱佑慈善基金”资助,带领技术团队为小儿复杂先心病打印3D模型,为术前综合评估、手术方案设计与手术规划提供帮助。

在教学上,近些年开展的一系列儿童先心病虚拟仿真教学课程,已经成为儿中心特色的模拟教学课程,在本科生、研究生、规培医生的教学培训中广泛开展。丰富的多媒体教学资源、生动的心脏模型展示,互动式的虚拟仿真手术模拟,激发了学员对医学知识的学习兴趣,改变了临床儿外科医师传统课堂图谱及模型教学培养模式,改变了传统教学模式带来的理解难、实践难的先心病教学现状,推动了儿科教学的高质量发展。

十余年的科研与教学,刘金龙副研究员为人师表,率先垂范,克己奉公,无私奉献,凭借着高尚的师德、扎实的基础知识与技能和突出的成果,成为一名学生爱戴、同事认可的优秀教师。