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张洋博士现任清华大学生物医学工程学院助理教授、特别研究员、博士生导师。近十多年来，先后在北京大学信息科学技术学院（2012–2015）、香港大学电机与计算机工程系（2015–2019）和美国加州理工学院医学工程系（2019–2024）开展医学成像相关的硕士、博士和博士后研究。2025年2月起全职任教于清华大学，组建医学声学与光子学实验室（MAP Lab），围绕声、光、电与生物组织的相互作用，融合电子信息、超声、光学与智能计算等技术，开展大脑与人体医学成像及神经接口研究，重点关注光声断层成像、声学神经接口和生物声电成像等方向。相关成果发表于Nat. Biomed. Eng., IEEE TMI等期刊，并申请多项美国发明专利。主持国家自然科学基金优秀青年基金（海外）项目，光声矢量成像研究获 SPIE Photonics West 最佳论文奖。实验室主页：MAP Lab（www.yangzhanglab.com）
为揭示大脑奥秘和人体疾病诊疗提供新型工具（点击进入个人主页）
张洋课题组旨在研发新型医学成像与神经调控技术，拓展人类对大脑和疾病的认知边界。课题组以声学和光子学为基础，融合电子信息、智能计算与脑科学，研究声、光、电与生物组织的相互作用及其医学应用，重点开展光声断层成像、声学神经接口和生物声电成像等方向的研究。
1）光声断层成像，发展面向颅脑与人体的光声断层成像技术，结合光学丰富的组织对比度与超声的深部探测能力，实现组织结构、血管、血流和血氧等多维生理信息的高分辨率成像。围绕脑功能及其相关的神经血管耦合机制，研究高时空分辨率成像与定量方法，分析神经活动与血流动力学、氧代谢之间的关系。同时开展光声与超声多模态融合成像，为脑功能研究、人体结构功能成像及疾病诊疗提供新的观测手段。
2） 声学神经接口，利用超声波感知和调控神经活动，研究超声脑成像、神经信息解码、超声神经调控及双向脑机接口。关注声波与神经组织相互作用的基本机制，并结合微型化器件与智能计算，提高神经活动成像与调控的时空精度。在此基础上，探索从脑功能成像和神经信息解码，到神经活动精准调控的技术方法，发展兼具“读出”与“写入”能力的无创或微创神经接口，用于脑功能研究、脑机交互和神经系统疾病诊疗。
3）生物声电成像，研究声波与生物组织电学特性及生物电活动之间的相互作用，开展基于声电耦合的新型生物医学成像研究。结合声学、电学测量与计算方法，研究声电信号的产生与传播机制，发展组织电学特性和生物电活动的成像与定量方法，观测神经电活动在组织中的空间分布及动态变化。在此基础上，探索声电成像在脑与神经功能研究、生理活动监测及新型神经接口中的应用。
1. [Y. Zhang, S. Na, J. J. Russin], K. Sastry, L. Lin, J. Zheng, Y. Luo, X. Tong, Y. An, P. Hu, K. Maslov, T. W. Tan, C. Y. Liu*, &L. V. Wang*. Rotational ultrasound and photoacoustic tomography of the human body. Nature Biomedical Engineering, 2026.
2. H. K. Huang, J. Kuo, Y. Zhang, Y. Aborahama, M. Cui, K. Sastry, S. Park, U. Villa, L. V. Wang & M. A. Anastasio*. Fast aberration correction in 3D transcranial photoacoustic computed tomography via a learning-based image reconstruction method. Photoacoustics, 2025.
3. [Y. Zhang, J. O. Gibson], A. Khadria, L.V. Wang*. “Photoacoustic vector tomography for deep hemodynamic imaging.” Nature Biomedical Engineering, 2024.
4. K. Sastry, Y. Zhang, P. Hu, Y. Luo, X. Tong, S. Na, L. V. Wang*, A method for the geometric calibration of ultrasound transducer arrays with arbitrary geometries, Photoacoustics, 2023.
5. [S. Na, Y. Zhang], L.V. Wang*. “Cross-Ray ultrasound tomography and photoacoustic tomography of cerebral hemodynamics in rodents,” Advanced Science, 2022.
6. J. Dong, Y. Zhang, W.-N. Lee*, Walled vessel-mimicking phantom for ultrasound imaging using 3D printing with a water-soluble filament: design principle, fluid-structure interaction (FSI) simulation, and experimental validation. Physics in Medicine & Biology, 2020.
7. Y. Zhang, H. Li, W.-N. Lee*. “Imaging heart dynamics with ultrafast cascaded-wave ultrasound,” IEEE Transactions on Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 2019.
8. Y. Zhang, Y. Guo, W.-N. Lee*. “Ultrafast ultrasound imaging with cascaded dual-polarity waves,” IEEE Transactions on Medical Imaging, 2018.
9. Y. Zhang, Y. Guo, W.-N. Lee*. “Ultrafast ultrasound imaging using combined transmissions with cross-coherence based reconstruction,” IEEE Transactions on Medical Imaging, 2018.
10. Y. Zhang, Z. Li*, “Improving the accuracy of time difference measurement by reducing the impact of baseline shift,” IEEE Transactions on Instrum. Meas., 2015.
学术荣誉与奖励
2023 最佳论文奖，SPIE Photonics West
专利技术
Y. Zhang, J. O. Gibson, and L.V. Wang. “Functional photoacoustic computed tomography of blood flow,” US Patent application CIT-8841-P, 2022; CIT1P067US, 2023.
Y. Zhang, Y. Guo, and W.-N. Lee. “Ultrafast ultrasound imaging with cascaded dual-polarity waves,” US patent 11,852,754, 2023.
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