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专家信息 科学研究 论文专著 荣誉奖励 媒体报道

专家信息:


荣起国,男,现任北京大学工学院党委副书记、北京大学工学院生物医学工程系副教授。

教育及工作经历:

1986年9月-1990年7月北京大学力学系理学学士。

1990年获北京大学力学系学士学位。

1990年8月-2006年3月北京大学力学系。

1994年获北京大学力学系硕士学位。   

1992年9月-1994年7月北京大学力学系理学硕士。   

1998年10月-2002年7月德国Karlsruhe大学土木系工学博士 。  

2002年获德国Karlsruhe大学工学博士学位。

2002年回国后参与北京大学生物医学工程专业建设。

2006年3月-至今北京大学工学院生物医学工程系。

教学情况:

主讲课程:

《工程弹性力学》、《 生命系统建模与仿真》、《 口腔生物力学》、《 生物固体力学》。

科学研究:


研究方向:

从事口腔生物力学、 骨骼肌肉系统力学、 呼吸力学、 系统生物学。

承担科研项目情况:

1.骨组织损伤发展机理的概率损伤分析方法研究,自然科学基金。

2.参数化唇面部立体数字模型及其形变规律的研究,自然科学基金。

3.重大工程地质灾害的预测理论及数值分析方法研究, 973项目。

4.线性颌—即刻负重—种植覆盖义齿系统的生物力学研究,北京市自然科学基金。

5.各类颜面畸形的综合矫治及功能重建的研究,国家科技支撑计划。

科研成果:

资料更新中……

论文专著:


发表论文:

1 唇、舌侧正畸中上颌中切牙转动中心的研究 梁炜; 林久祥; 徐宝华; 荣起国 口腔正畸学 2008-09-25

2 睡眠呼吸暂停综合征的生物力学研究进展 黄任含; 赵雪岩; 荣起国 力学进展 2010-05-25

3 线性对种植覆盖义齿稳定性的改善 楼航迪; 吕亚林; 荣起国; 徐军 第八届全国生物力学学术会议论文集 2006-12-19

4 睡眠呼吸暂停综合征的生物力学机制研究 黄任含; 赵雪岩; 荣起国 2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集 2008-10-10

5 基于偏最小二乘回归的基因网络数学建模 朱洵; 荣起国 系统仿真学报 2009-02-20

6 数据整合方法构建大鼠分子调控网络 张哲; 荣起国 系统仿真学报 2009-03-05

7 阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的生物力学研究 赵雪岩; 黄任含; 楼航迪; 荣起国 北京大学学报(自然科学版) 2009-09-20

8 颞下颌关节髁突软骨的三维微观区域形貌及其纳米弹性性能 马辰春; 胡凯; 荣起国; 张珏; 方竞; Jeremy J.Mao 实用口腔医学杂志 2006-05-30

9 线性全口义齿下颌牙槽嵴黏膜应力分布的有限元分析 吕亚林; 楼航迪; 董坚; 荣起国; 徐军 口腔颌面修复学杂志 2007-04-15

10 模拟功能咬合时人颞下颌关节内的应力分布和位移特征 胡凯; 张晔缨; 柳春明; 荣起国; 熊春阳; 邱本胜; 赵芳启; 方竞 解放军医学杂志 2003-01-15

11 口腔种植体中的生物力学 荣起国 力学与实践 2004-08-15

12 颞下颌关节紊乱病术后板治疗的生物力学分析 胡凯; 周继林; 高丽娟; 刘洪臣; 胡敏; 荣起国; 方竞 解放军医学杂志 1999-10-30

13 材料力学性能对人颞下颌关节力三维非线性模拟的影响 胡凯; 荣起国; 方竞; 刘洪臣 军医进修学院学报 1999-05-28

14 夹板对关节重建术后患者下颌骨应力分布的影响 胡凯; 周继林; 刘洪臣; 胡敏; 荣起国; 方竞 军医进修学院学报 1999-08-28

15 颞下颌关节三维有限元模型的建立 杨辉; 刘洪臣; 荣起国 中华口腔医学杂志 1999-09-25

16 单侧髁突骨折对下颌骨应力分布的影响 胡凯; 周继林; 刘洪臣; 胡敏; 荣起国; 方竞 中华口腔医学杂志 1999-11-25

17 不同方向颏兜力作用下颞下颌关节受力的三维有限元分析 杨辉; 刘洪臣; 黄旭明; 荣起国; 方竞 口腔正畸学 1999-12-20

18 模拟正中咬合时的人颞下颌关节力 胡凯; 荣起国; 方竞; 刘洪臣 医用生物力学 1999-06-30

19 人颞下颌关节CT三维重建及其有限元实体建模 胡凯; 荣起国; 方竞; 叶惠义; 刘洪臣 中国医学影像学杂志 1999-06-28

20 人颞下颌关节力的三维非线性有限元模拟 胡凯; 荣起国; 方竞; 刘洪臣; 邱本胜 解放军医学杂志 2000-04-30

21 关节内接触问题对三维非线性模拟颞下颌关节力的影响 胡凯; 荣起国; 方竞; 刘洪臣 解放军医学杂志 2000-12-30

22 颞下颌关节受颏兜力作用下的三维有限元研究 杨辉; 刘洪臣; 荣起国; 黄旭明; 方竞 军医进修学院学报 2000-03-20

23 夹板对颞下颌关节紊乱病患者下颌骨应力分布的影响 胡凯; 周继林; 刘洪臣; 赵忠诚; 荣起国; 方竞 中华口腔医学杂志 2000-09-25

24 髁突软骨对三维非线性模拟人颞下颌关节力的影响 胡凯; 荣起国; 方竞; 刘洪臣 中华医学杂志 2000-02-15

25 磁共振影像颞下颌关节三维有限元模型的建立 杨辉; 刘洪臣; 荣起国 口腔颌面修复学杂志 2000-02-15

26 探讨人颞下颌关节三维有限元的实体建模方法 胡凯; 刘洪臣; 方竞; 荣起国; 叶惠义 口腔颌面修复学杂志 2000-02-15

27 颏兜力作用下颞下颌关节及下颌骨受力的三维有限元分析 杨辉; 刘洪臣; 荣起国; 黄旭明; 方竞 口腔颌面修复学杂志 2000-08-15

28 建立模拟功能状态下的下颌骨三维有限元模型 胡凯; 周继林; 洪民; 胡敏; 刘洪臣; 王东胜; 荣起国; 方竞 口腔颌面外科杂志 1997-09-30

29 正常人下颌骨的三维有限元应力分析 胡凯; 周继林; 刘洪臣; 胡敏; 王东胜; 荣起国; 方竞 军医进修学院学报 1998-05-28

30 夹板治疗作用的生物力学评价 胡凯; 周继林; 胡敏; 刘洪臣; 荣起国; 方竞 中华口腔医学杂志 1998-07-25

31 螺旋种植体界面愈合过程的数值模拟 荣起国; J.Lenz; K.Schweizerhof; H.J.Schindler 第七届全国生物力学学术会议论文集 2003-10-01

32 上切牙在唇、舌侧正畸中转矩差异的三维有限元研究 董子静; 荣起国; 梁炜; 林久祥; 徐宝华 中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上) 2005-08-01

33 牙髓治疗后牙齿硬组织的强度变化研究 黄任含; 荣起国; 陈君 中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上) 2005-08-01

34 微螺钉型支抗种植体长度及直径对应力分布的影响 楼航迪; 荣起国; 朱胜吉; 周彦恒 中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上) 2005-08-01

35. Q. Rong, J. Lenz, H.J. Schindler, K. Schweizerhof, D. Riediger,Einheilungs prozess eines Unterkieferimplantats bei der einphasigen und zweiphasigen Methode --Simulationen mittels Finiter Elemente,Z Zahnärztl Implantol. 2004 Jan;20(1), 20-32.

36. K. Hu, Q. Rong, J. Fang, J.J. Mao, Effects of condylar fibrocartilage on the biomechanical loading of the human temporomandibular joint in a three-dimensional, nonlinear finite element model, Medical Engineering & Physics 2003, 25, 107–113

37. Q. Rong, J. Lenz, K. Schweizerhof, H.J. Schindler, D. Riediger, Simulation of bone modeling around a screw implant in the mandible, Proc. Appl. Math. Mech, 2003, 2, 254-255

38. H.J. Schindler, Q. Rong, W.E.L. Spiess: Der Einfluss von Aufbissschienen auf das Rekrutierungsmuster des Masculus temporalis, Dtsch Zahnärztl Z 55 (2000) 8: 575—581

39. J. Lenz, Q. Rong, C. Freischläger, K. Schweizerhof, H.J. Schindler, D. Riediger: Einheilungsprozess eines Unterkiefer-Implantats unter Berüksichtigung der Revaskularisation: eine orientierende numerische Simulation. Z Zahnaeztl Implantol 16: 129 - 138 (2000)

荣誉奖励:


1.1993年获安泰教师奖。   

2.1995年获安泰教师奖。   

3.2000年获军队科技进步三等奖。   

4.2001年获德国口腔医学会(DGZMK)2001年度最佳论文奖。   

5.2004年获国家级精品课弹性力学主讲教师之一。   

6.获北京高等教育教学成果奖市级二等奖。   

7.获北京大学教学成果一等奖。   

8.2004年获北京大学优秀班主任二等奖。   

9.2005年获北京大学正大奖优秀奖。   

10.2005年获德国口腔种植体协会(DGI)2004年年度优秀论文奖。

媒体报道:


生物力学之研究——记北京大学荣起国副教授

如果人生是一辆单程的列车,是什么决定了它的方向?

“偶然+兴趣”,回忆起踏上生物力学研究的伊始,北京大学工学院生物医学工程系副教授荣起国总是这样回答。

兴趣,为他打开一扇门

其实,在早期的工作中,荣起国对计算固体力学研究下了很大的功夫,其主攻方向为非线性有限元软件的编写、修改和大型工程计算,那段时间,他参与了不少难题的攻关,如边坡稳定计算、三峡大坝强度计算、长三甲火箭发动机强度计算等。而涉足生物力学领域则是源于一场偶然。

“还是在上世纪90年代初,我有一个同乡,是301总医院的牙科医生,正在做口腔方面的研究,说有个问题想让我看看能不能从力学的角度来解决。”出于同乡之谊以及对新领域的好奇,荣起国决定做一下尝试。“大家都知道,当时的技术条件还比较差,不像现在,图像数据很容易传过来。当时许多数据格式都是不开放的,用CT只是扫一张片子,根本不可能把数据直接给你,我们拿着CT片子,还得用特殊的反光的摄像设备翻拍一下,再传到数据机。”尽管条件艰难,尽管几乎没有什么经验可以借鉴,他还是完成了颞下颌关节三维建模和生物力学分析方面的一系列工作,而且模型结构良好、形态逼真。该项工作后来取得了一系列具有临床指导意义的重要成绩,曾一度被授予2000年军队科技进步三等奖。

这次“出手”之后,荣起国对生物力学,尤其是口腔生物力学发生了浓厚的兴趣,而去德国留学则成了他真正步入该领域的一个契机。

1998年,因北京大学公派,荣起国远赴Karlsruhe大学力学所攻读博士学位,2002年完成学业回校工作。那四年,他作为主要人员从事关于口腔生物力学的研究项目,该项目由德国科学联合会支持,研究成果在世界生物力学大会、德国生物力学会议、GAMM、IDAR等重要学术会议上做过报告,所做的研究工作为德国电视、广播、报纸和杂志等报道,产生了一定的社会影响。

“去Karlsruhe大学之前,我和导师已经有了联系,在信中,他曾详细介绍留学之后将会做什么。恰好,他的当时也在做口腔生物力学研究,我们之间还是比较合拍的。”更令导师欣慰的,则是荣起国的勤奋,他常常在实验室从早晨一直做到晚上11点多。功夫不负有心人,德国同事们长时间做不出结果的工作,他在十个月左右就得出了初步的结果。“那个时期的工作令我受益匪浅,因为在德国,完全是由学生独立自主地来进行科研的,导师不会手把手地带你,整个过程,就是一个锻炼。”随着科研的不断深入,荣起国也有了其他的合作伙伴,如Aachen大学口腔医学院,Schindler医生等,后又与Freiburg大学口腔医学院等成立了口腔生物技术研究组,其中,对他影响最大的,莫过于Schindler(辛德勒)医生。

辛德勒并不是一位专职的科研工作者,而是一位私人牙科医生。他热爱科研,没有资金支持,宁可自己花钱买设备、找志愿者。通常,辛德勒自己先对整个项目进行分析,之后进行数据采集,再提出一个大致的项目方案,这些志愿者们的主要工作就是帮他做数据分析。“我们对口腔肌肉在各种功能状态下的激励反应进行了研究,其中,一篇发表在德国牙科杂志上的论文被德国口腔医学会第125届年会授予了2001年度最佳(论文)奖。”荣起国知道,德国口腔医学会的影响力是很大的,一年也不过一两篇论文能够受到他们的青睐,后来Karlsruhe大学也对这次获奖进行了相关报道,在中国留学生中引起了很大的反响。

一直到现在,荣起国都认为辛德勒是一个了不起的人。“辛德勒家的二楼有两个房间是专门的工作室,一个放计算机,一个放采集设备。或许你都难以相信,但是他做采集的时候,经常就是往自己脸上扎肌内电极,然后看肌电信号形态的变化。他是一个很执着的人,认定了一个东西,就会径直做下去,而且是很多年持续不断地做下去。更多的时候,我们做科研,可能因为这是我们的职业或者任务。辛德勒不同,科研在他身上反映出来,是完全没有功利的。我回国后,他还继续在做深入研究,后来还通过了海德堡大学的教授资格考试,现在兼任海德堡大学的私人讲师,能做到这一步很不容易。”在辛德勒身上,他看到了兴趣能够让科研走多远,也感受到了源于兴趣的科研能够带来多少快乐,与其说他是震撼于一个人的事业,不如说他是感佩于一个人的魅力,而这一切,也将潜移默化地感染着他自己的科研生涯。

回国,为他扎下事业的根

“我们把一个螺丝拧到颌骨里面去,等到愈合后再做牙根,然后在牙根上面装假牙。”对于自己所从事的种植体颌骨界面的愈合问题,荣起国做了个很通俗的解释,“这样装上去的假牙,着力比较好,力量能够直接传递到颌骨中,使其保持正常的形态,感觉不到异物的存在。而之前我们所做的义齿,往往是一颗牙没有了,这颗假牙就要固定在周围的牙齿上,如果所有的牙都没有了,就做一个假牙套套在上面。这样的话,有一个最大的缺点,就是吃东西、说话时力量非常均匀,不可能再传递到颌骨中,而颌骨中一旦没有力的支撑,久而久之就会慢慢吸收。现在有些老人家的颌骨特别低就是这个缘故。此外,一段时间后义齿会自然脱落,而且整个剔骨结合在一起也必然会对周围的骨质产生损伤。”

在德国科学联合会的支持下,这项工作他几乎做了四年,后来还荣获2004年度德国口腔种植体协会最佳论文奖,他的工作,在异国他乡正值风生水起。但2002年,他还是回到了北京大学。

有人帮他合计过,在德国,他一个月拿6400马克,再过三年,待遇更好不说,还能拿到无限期的签证,而刚回国时,他的薪水还不到2000元。谈到这些,荣起国依然是笑得云淡风轻,在他看来,本就是公派出国,回国是很自然的事。即便没有这个原因,他也会回来,为此,他还打了一个特别的比方。“在德国,我总是没有做事业的感觉。乍看上去,是和人家站在一个共同的起点上,德国人看到的天空有多高,我看到的也有多高。但我好像就是住在玻璃房子里的人,到了房顶,就再也上不去,只能看着人家一直往上升。尽管他们不排外,但你还是能感受到那种民族意识的坚挺,在意识形态和文化传统上都会存在一定的差异,你对某个国家和对祖国感情肯定不一样,好多时候,找不到做主人的感觉,总是游离在外。”

他说那几年,他真正理解了那一句“科学家有祖国”。真正的爱国不是说教,不是口号,也不是什么“宁做鸡头,不为凤尾”的虚荣,而是对家的感觉——踏实、温暖、依恋。所以回来的时候,他有着义无反顾的决然。

回国后,基于自己的海外经历,他总是在多听、多看、多思。

他认为以水平论,我们和国外的技术水平、分析水平并没有什么差别,当然也有一些欠缺的地方。“有些研究不够系统深入,我们申请各种基金的支持,但是同一个题目只能申请一个,基金结束了大多就无法继续,往往会换个方向重新研究。有的时候,我们提出一个新概念,但是这个所谓新概念和以前的也许很相像;我们在技术上作出一个新发展,但这个发展不一定能解决深层次的问题。事实上,一味地追求新,其实老的问题并没有真正解决。我们讲究创新没有错,但是必须在继承的基础上,慢慢往前走,要循序渐进,而不是为创新而创新。”

“举一个简单的例子,针对癌症治疗,拿奖的也不少,但是癌症真的能够治愈了吗?再比如,现在一个感冒都会花掉几百块钱,但是治愈率真的就比50年前高吗?”停顿了一下,他继续说,“还有我们的骨骼,一般结构大概都是外面包一层很密的骨皮质,也就是皮质骨,但里面是蜂窝状的松质骨,德国也叫海绵骨。100年前,有学者发现在股骨中,骨小梁的走向和应力的主方向一致。对这一现象,沃尔夫定律上说,若其与主应力方向一致,那它们应该是互相垂直的。后来很多重量级学者都说沃尔夫错了,认为他描述的只是一种理想状态,但是尽管技术水平、科研条件都大大提高,今天也没有人能从本质上解决这个流传百年的问题。所以说一个本质的创新往往是几代人共同研究的结果。我们提倡它,是因为原来比较落后,希望能够尽快赶上,但科研不是种庄稼,种庄稼能够一年一熟,做科研可不行。”

现在的他,在科研之外,还承担了不少教学任务,是国家精品课弹性力学的主讲教师,曾讲授工程弹性力学、理论力学、口腔生物力学、生理系统的建模与仿真等。他坚持要对学生负责的原则,认为自己的成绩更多来自于老一辈的付出,而他本人,是在继承的基础上,追求理论体系的严密性,数学推导的完整性以及概念的准确性。“我需要做的,无非两件事,一个是尽职尽责,一个是坚持。”他说。

坚持,为他书写人格的魂

当然,对于行动派的荣起国来说,更重要的事情,还是坚持多做事。

回国之初,他就面临着一个重要的挑战。北京大学与其医学部合作,成立了一个生物医学方面的跨学科研究中心,当时由方竞教授负责,希望在校本部、医学部以及各个附属医院进行交叉研究,希望他能够参与工作。时值生物医学工程系申报生物学工程硕士点,荣起国在其间承担了非常重的申报及教学工作,“三年里讲了六门新课,很多还是自己没有学过的。”和现在开一门新课给半年准备时间相比,他当时所耗费的功夫显然不是一般人所能想象的,但生性乐观的他依然看向“阳光”的一面——与医学部、北医三院、北大医院的许多老师建立了良好的联系,“这对我们后来的工作影响很大,当然,与我个人联系较多的还是口腔医院。”

第一个与他合作的,是北大口腔医院的林久祥教授。他曾与许天民教授合作一个国家自然科学基金项目——“人脸部软组织的预测”。“我们原来做口腔正畸,只是为了把不整齐的牙齿排列整齐,后来发现其实排齐只是一部分,还要考虑其对面型的影响。”通过这个项目,他们构建了一个标准的脸部模型,甚至包含了相关面部肌肉,可以将其变换到任何一个人脸模型上去,然后预测治疗后的面型会不会改变,会改变到什么样子,以期在治疗前拿出最好的正畸方案,达到最佳效果。

针对老年人下颌骨严重吸收导致全口义齿的固位困难,他与安贞医院合作,进行种植体固位研究。“目前,种植体还是很贵的,一万多块钱一颗,按照国际标准来说,常用四颗种植体固位,就是四万多元。这个价位在我国一般人群中还是个很大的负担,我们希望能够在研究中尽量减少种植体,譬如说,以两颗种植体来支撑,同时还要求满足其功能性及安全性。”

近年来,荣起国还比较关注运动损伤的预防。据调查,体操运动员在30岁左右的时候患骨关节炎的比率很高,很多人都需要做人工关节,但是这种治疗方法对于女人的伤害是非常大的。“其实他们年轻时来修复会更好一些,如果没来得及修复还继续训练,就会影响一生。”怎样才能找到一个比较好的运动方法来避免运动损伤呢?荣起国希望能够建立一个基于现代几何分析的人体骨骼肌肉系统模型,准确分析骨骼损伤的情况,以达到及时促进健康、减缓骨质疏松的目的。如果能做到这一点,无论是对竞技体育还是对群众健身,都会有很强的指导意义。“我们不能只关注金牌,还有运动员的健康,至少,像刘翔因伤退赛这种遗憾会少一些。”

一个个的挑战,一年年的忙碌,荣起国戏称是将自己的兴趣在研究中升华,方向找准了,今后只需要坚持下去,埋头苦干,一点点攻关,“一辈子能做好这么几件事,能对社会有所贡献,也就是最大的快乐。”

来源:科学中国人2010-11-1

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