张恒贵,男,汉族,1964年生,计算心脏动力学开拓者,世界上该研究领域的领军人物之一。1991年-1994年, 就读于利兹大学, 获博士学位1985年-1988年, 就读于中国科技大学与中科院安光所, 获硕士学位1981年-1985年, 就读于安徽师范大学物理系, 获学士学位。
主要研究方向:
1、多模态(CT/MRI/LGE-CMR)医学图像的多目标同步分割及三维心脏、躯干虚拟解剖模型的构建
使用CT/MRI/LGE-CMR成像技术,获取包含心肌纤维走向、血管分布系统、心肌坏死细胞和心肌纤维化区域等的解剖数据,实现对复杂的心脏结构(如心房、心室、冠状动脉、血管等)、躯干等的精确标定、识别与分割。
2、多尺度、多物理态虚拟生理心脏模型构建和疾病仿真
基于现有的工作基础,结合采集测量的和最新国内外文献发表的生理实验数据,建立多类型(窦房结、心房、心室细胞)、多尺度(亚细胞、细胞、组织、器官级)的具有电-力耦合、心电传导特性的虚拟生理心脏模型。构建不同类型、不同位置的房颤和心肌缺血的病理仿真模型,获得各类情况下的心外膜电位时空分布和细胞激活顺序。
3、基于心电正问题求解的房颤和心肌缺血体表心电(BSPM)仿真及其临床验证
将前面研究建立的虚拟生理心脏模型整合到CT/MRI/LGE-CMR医学图像分割、构建获得的三维虚拟心脏、躯干模型,进而研究心电正问题数学求解方案,实现由心外膜电位时空分布或激活顺序到体表电位分布的推算。利用256导联高精度体表电位标测设备采集临床数据,对比各类病理情况下模拟数据与真实数据之间的一致性,以验证模型的有效性。
4、由体表心电重构心脏电动力学活动及其临床验证
将心电逆问题抽象为一个多输入多输出的复杂系统问题。通过正向仿真与逆向求解反复比对、迭代,并利用机器学习相关方法,探索逆问题求解中的病态与不适定性的理论突破。开发非创性心电成像系统(ECGI),实时构建心脏三维电兴奋序列。利用256导联高精度体表电位标测设备采集各类房颤、心肌缺血等病例数据,将逆问题的求解结果与实测结果进行比对、验证。
学术贡献:
目前的研究活动主要集中于构建不同尺度(分子、细胞、组织和器官级)虚拟心脏系统的计算机模型,在计算心脏动力学、虚拟生理器官相关研究方面取得了一系列具有影响力和独创性的重要成果。已构建的模型已广泛应用于不同生理和病理情况下心脏功能的研究。同时,获得的数学、物理和计算机相关技能/技术也已应用于其他生物系统模型的开发,如血管、子宫和肺系统的构建。
2019年当选英国皇家人文艺术学会会员 (Fellow of the Royal Society of Arts)、英国皇家生物学会会员 (Fellow of the Royal Society of Biology), 分获头衔FRSA与FRSB。近五年,主持欧盟、British Heart Foundation、英国EPSRC基金项目、国家自然科学基金(NSFC)项目等7项,发表学术论文100余篇,其中被同行评议的国际权威期刊(SCI,如Circulation (IF>23), Nature Communication (IF>11), Journal of Molecular and Cellular Cardiology (IF>5)等)收录70余篇次,总引用4000余次。是该领域顶级期刊Biological Reviews编委与Cardiovascular Research和Biophysical Journal等顶级期刊的审稿人, Journal of Bioprocessing & Biotechniques主编。
邮箱:H.Zhang-3@manchester.ac.uk