郭霞生
教授
个人简历
• 江苏高邮人、博士、教授、博士生导师。2008年博士毕业于南京大学声学研究所，2010年进入物理学院工作，2011年聘为副教授，2019年晋升教授，2015-2016在美国宾夕法尼亚州立大学进行访问学者研究。
• 在IEEE TMI、IEEE TUFFC、Phys. Rev. Appl.、Phys. Rev. E、Appl. Phys. Lett.、J. Acoust. Soc. Am.等SCI源刊物发表论文100余篇，参编专著3部，获授权国家发明专利30余项。主持国家自然科学基金5项（面上项目4项、青年项目1项）、江苏省自然科学基金面上项目1项，作为课题负责人参与国家自然科学基金重大设备研究专项2项，国家重点研发计划1项。获教育部自然科学一等奖1项（2017，排名4）、江苏省科学技术三等奖1项（2018，排名2）。2020年获南京大学“魅力导师奖”。
• 入选国家级青年人才计划和江苏省“333高层次人才培养工程”。中国声学学会物理声学、生物医学超声、超声检测分会委员；国际声流控学会理事。
v 研究兴趣：
• 声镊和超声微流控芯片：面向重大公共卫生问题中的诊断难题（如恶性肿瘤转移的早期诊断），基于声辐射力和声流等基本物理原理在粒子/细胞操控中的新应用，将MEMS技术和超声换能器集成，实现满足临床需求的新型医学诊断芯片。
• 超声图像与信号处理：基于活体超声图像序列，研究生物体生理运动过程中的超声传播问题；探索对生物体进行新参量（温度、弹性等）成像的方法，基于信号处理原理进行算法开发，形成用于疾病诊断的超声新技术。基于该研究参与合作开发的新型聚焦超声一体化诊疗系统已进入临床试验阶段，用于原发性高血压的诊疗。
• 聚焦超声治疗：采用凹面及相控阵等技术，研究对体内靶区组织进行中等及高强度无创治疗的新原理、新器件和新技术。
• MEMS扬声器：探索利用微机电技术制备新型扬声器；以此为基础，开发新型参量阵扬声器器件及相关应用。
v 近年学生毕业去向：
• 出国深造：杜克大学(2)、加州理工(1)、巴黎高科(2)、南洋理工(1)、苏黎世联邦理工(1)、新加坡国立(1)；
• 国内高校：重庆医科大学(1)、上海理工大学(1)、南京师范大学(1)、南京信息工程大学(1)、南京理工大学(1)；
• 国内企业：华为(6)、腾讯(1)、联想(1)、比亚迪(1)、XX研究院(1)、国家电网(1)、瑞声科技(2)、字节跳动(1)、海康威视(1)、视源科技(2)。
研究方向
• 信号处理：超声功能成像与诊断技术
• 前沿交叉：超声微流控（声镊）芯片
• 产业合作：新型超声诊疗设备研发
主要课程
• 2025秋：数字信号处理(12040040)，声学专业本科核心课(3学分)，开放选修
• 2025秋：奇妙的声音(00201780)，全校新生研讨课(2学分)
• 2026春：信号与系统(12040030，联合主讲)，声学专业本科核心课(3学分)，开放选修
• 2026春：理论声学（一）(070206B01)，声学专业研究生必修课(3学分)
代表成果
v 发表的部分论文：
1. F. S. Dong, Y. Y. Wu, C. H. Yin, J. Tu, D. Zhang*, and X. S. Guo*, Multicycle Temporal Compounding Sonography for Despeckling at Specified Respiratory Phases, IEEE Trans. Med. Imaging, 2025, accepted.
2. D. C. Sang, S. Y. Ding, Q. R. Wei, F. M. Teng, H. X. Zheng, Y. Zhang, D.
Zhang*, and X. S. Guo*, A SAW-driven modular acoustofluidic tweezer, Lab
Chip, 2025, 25: 4598-4608.
3. Y. Zhang, Z. Y. Wang, Y. Zhao, Q. R. Wei, H. X. Zheng, D. Zhang*, and X.
S. Guo*, An integratible acoustic micropump based on the resonance of
on-substrate sharp-edge micropillar arrays, Lab Chip,
2025, 25: 2338-2348.
4. C. H. Yin, H. J. Su, Y. T. Xie, J. Tu, D. Zhang*, X. Q. Kong, and X. S.
Guo*, Estimating in vivo power deposition density in thermotherapies based
on ultrasound thermal strain imaging, J. Acoust. Soc. Am.,
2025, 157(1): 606-617.
5. Z. X. Liu, H. X. Zheng, Q. R. Wei, Z. Y. Wang, Y. Zhang, D. Zhang*, and X.
S. Guo*, A look-up table protocol for calibrating standing SAW
acoustofluidics, Microfluid.
Nanofluid., 2024, 28(6): 36.
6. X. Z. Chen, F. S. Dong, C. H. Yin, J. Tu, D. Zhang, and X. S. Guo*,
Ultrasonic Imaging Based on Pulsed Airy Beams, IEEE Trans.
Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 2023, 70(9):
1146-1156.
7. C. H. Yin, F. S. Dong, H. J. Su, J. Tu, D. Zhang*, X. Q. Kong*, and X.
S. Guo*, In Vivo Multithread Ultrasound Thermal Strain Imaging,IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 2023, 70(8): 843-853.
8. J. J. Huang, Z. Y. Wang, R. Liu, Z. H. Zhu, D. Zhang, and X. S. Guo*,
ZnO/glass-based SAW tweezer for dexterous particle patterning and patterned
cell culturing, Microfluid Nanofluid,
2023, 27(5): 34.
9. T. Y. Long, L. Z. Xie, M. Pulati, Q. Wen, X. S. Guo*, and D. Zhang*,
C. elegans: Sensing the low-frequency profile of amplitude-modulated ultrasound,Ultrasonics,
2023, 128: 106887.
10. J. J. Huang, Z. H. Zhu, Y. Zhang, J. Tu, X. S. Guo*, and D. Zhang, On-chip
centrifuge using spiral surface acoustic waves on a ZnO/glass substrate, Sens.
Actuator A-Phys., 2022, 347: 113901.
11. X. Z. Chen, S. Y. Ding, Q. R. Wei, J. Tu, X. S. Guo*, and D.
Zhang*, Acoustic Gaussian-Airy beams, J. Phys. D-Appl.
Phys., 2022, 55(39): 395109.
12. C. H. Yin, G. Z. Wang, Y. T. Xie, J. Tu, W. Sun, X. Q. Kong, X. S. Guo*,
and D. Zhang*, Separated Respiratory Phases for In Vivo Ultrasonic Thermal
Strain Imaging, IEEE Trans.
Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 2022, 69(4):
1219-1229.
13. Y. Zhang, J. J. Huang, and X. S. Guo*, Field nonuniformity of
limited-aperture planar SAWs and its implications for designing SSAW
acoustofluidics, J. Micromech.
Microeng., 2021, 31(9): 094001.
14. G. Y. Xu, J. J.
Huang, Y. Zhang, L. Z. Xie, Z. Y. Ni, C. Y. Huang, G. Yao, J. Tu, X. S. Guo*,
and D. Zhang*, Fourier acoustical tweezers: synthesizing arbitrary radiation
force using nonmonochromatic waves on discrete-frequency basis, Phys. Rev. Appl., 2021, 15(4):
044037.
15. Z. X. Liu, G. Y.
Xu, Z. Y. Ni, X. Z. Chen, J. Tu, X. S.
Guo*, and D. Zhang*, Theory of acoustophoresis in counter-propagating SAW
fields for particle separation, Accepted for publication by Phys. Rev. E, 2021, 103(3): 033104.
16. Z. Y. Ni, G. Y. Xu,
J. J. Huang, G. Yao, J. Tu, X. S. Guo*,
and D. Zhang*, Lamb wave coupled resonance for SAW acoustofluidics, Appl.
Phys. Lett., 2021, 118: 051103.
17. C. H. Yin, G. Z.
Wang, K. X. Yang, J. Tu, X. S. Guo*,
and D. Zhang*, Thermal strain imaging in vivo using interpolated IQ-images, Ultrasonics, 2020, 110: 106292.
18. G. Y. Xu, Z. Y. Ni, X. Z. Chen, J. Tu, X. S. Guo*, H. Bruus, and D. Zhang*, Acoustic characterization of
polydimethylsiloxane for microscale acoustofluidics, Phys. Rev. Appl., 2020, 13(5):
254069.
19. P. F. Fan, C. H.
Yin, H. H. Xue, L. Z. Xie, W. Sun, J. Tu, X.
S. Guo*, X. Q. Kong, and D. Zhang*, In vivo evaluation of
two-dimensional temperature variation in perirenal fat of pigs with B-mode
ultrasound, J. Appl. Phys., 2019, 126(8): 084902.
20. Z. Y. Ni#,
C. H. Yin#, G. Y. Xu, L. Z. Xie, J. J. Huang, S. L. Liu, J. Tu, X. S. Guo*, and D. Zhang*, Modelling of
SAW-PDMS acoustofluidics: physical fields and particle motions influenced by
different descriptions of the PDMS domain, Lab Chip, 2019, 19(16):
2728-2740.
21. S. L. Liu#,
Z. Y. Ni#, G. Y. Xu, X. S.
Guo*, J. Tu, H. Bruus, and D. Zhang*, Two-Dimensional Mapping Separating
the Acoustic Radiation Force and Streaming in Microfluidics, Phys. Rev. Appl. 2019, 11(4): 044031.
22. Z. Y. Jin, L. S.
Huo, T. Y. Long, X. S. Guo*, J. Tu,
and D. Zhang, An Online Impedance Analysis and Matching System for Ultrasonic
Transducers, IEEE
Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, 2019, 66(3): 591-599.
23. Y. C. Shen, Y. Y. Yang, X. S. Guo*,
Y. Shen*, and D. Zhang*, Low-frequency anechoic metasurface based on coiled
channel of gradient cross-section, Appl.
Phys. Lett., 2019, 114(8): 083501.
24. C. Y. Chen, S. P.
Zhang, Z. M. Mao, N. Nama, Y. Y. Gu, P. H. Huang, Y. Jing, X. S. Guo*, F. Costanzo*, and T. J. Huang*, Three-dimensional
numerical simulation and experimental investigation of boundary-driven
streaming in surface acoustic wave microfluidics, Lab
Chip, 2018, 18(23): 3645-3654.
25. C. H. Li, J. M.
Miao, K. X. Yang, X. S. Guo*, J. Tu,
P. T. Huang, and D. Zhang*, Fourier and non-Fourier bio-heat transfer models to
predict ex vivo temperature response to focused ultrasound heating. J.
Appl. Phys., 2018, 123(17): 174906.
26. S. L. Liu, Y. Y.
Yang, C. H. Li, X. S. Guo*, J. Tu,
and D. Zhang*, Prediction of HIFU Propagation in a Dispersive Medium via
Khokhlov-Zabolotskaya-Kuznetsov Model Combined with a Fractional Order
Derivative, Appl.
Sci.-Basel, 2018, 8(4): 609.
27. M. C. Wang, Y.
Zhang, C. L. Cai, J. Tu*, X. S. Guo*,
and D. Zhang*, Sonoporation-induced cell membrane permeabilization and
cytoskeleton disassembly at varied acoustic and microbubble-cell parameters, Sci. Rep., 2018, 8: 3885.
28. X. S. Guo, C. L. Cai, G. Y. Xu, Y. Y. Yang, J. Tu*,
P. T. Huang, and D. Zhang*, Interaction between cavitation microbubble and
cell: A simulation of sonoporation using boundary element method (BEM). Ultrason Sonochem, 2017, 39: 863-871.
29. C. H. Li, Y. Y.
Yang, X. S. Guo*, J. Tu, P. T.
Huang, F. Q. Li, and D. Zhang*, Enhanced ultrasonic focusing and temperature
elevation via a therapeutic ultrasonic transducer with sub-wavelength periodic
structure, Appl. Phys. Lett., 2017, 111(5):
053701.
30. S. L. Liu, G. Y.
Xu, Z. Y. Ni, X. S. Guo*, L. J. Luo,
J. Tu, and D. Zhang*, Quantitative assessment of acoustic pressure in
one-dimensional acoustofluidic devices driven by standing surface acoustic
waves, Appl. Phys. Lett., 2017, 111(4): 043508.
31. S. L. Liu, Y. Y.
Yang, Z. Y. Ni, X. S. Guo*, L. J.
Luo, J. Tu, D. Zhang*, and J. Zhang, Investigation into the effect of acoustic
radiation force and acoustic streaming on particle patterning in acoustic
standing wave fields, Sensors, 2017, 17(7): 1664.
32. H. L. Wang, F. M.
Teng, X. Yang, X. S. Guo*, J. Tu, C.
B. Zhang, and D. Zhang*, Preventing microbial biofilms on catheter tubes using
ultrasonic guided waves. Sci.
Rep., 2017, 7: 616.
33. P. F. Fan#,
Y. Zhang#, X. S. Guo#,
C. L. Cai, M. C. Wang, D. X. Yang, Y. R. Li, J. Tu, L. A. Crum, and D. Zhang,
Cell-cycle-specific Cellular Responses to Sonoporation, Theranostics, 2017, 7(19):
4894-4908.
34. S. Y. Liu, J. Wu,
Y. Y. Gu, X. S. Guo*, J. Tu, D. Xu*,
and D. Zhang*, Ambient pressure evaluation through sub-harmonic response of
chirp-sonicated microbubbles. Ultrasound Med. Biol., 2017, 43(1): 332-340.
35. X. D. Teng, X. S. Guo*, J. Tu, and D. Zhang*,
Nonlinear response of ultrasound contrast agent microbubbles: From fundamentals
to applications, Chin.
Phys. B, 2016, 25(12): 124308.
36. X. D. Teng, X. S. Guo*, L. J.
Luo, and D. Zhang*, Solutions of non-classical nonlinear acoustics wave
equation in a conical bar with micro-cracks, Acta Acust. United Acust.,
2016. 102(2): 341-346.
37. Z. Lin, X. S. Guo*, J. Tu, J. C. Cheng, J. R.
Wu, P. T. Huang, and D. Zhang*, A collimated focused ultrasound beam of high
acoustic transmission and minimum diffraction achieved by using a lens with
subwavelength structures, Appl. Phys. Lett., 2015, 107(11):
113505.
38. Z. Lin, X. S. Guo*, J. Tu, Q. Ma, J. Wu, and D. Zhang*, Acoustic non-diffracting Airy beam, J. Appl. Phys.,2015, 117(10): 104503.
v 近年申请/授权的发明专利
1. 郭霞生等，一种声表面波微流控芯片及细胞压缩率测量方法，CN202510372883.7
2. 郭霞生等，一种基于线性调频声信号的智能终端测量室温方法，CN202411429453.6
3. 郭霞生等，一种均匀近场的声表面波微流控芯片的制作方法，CN202410774164.3
4. 郭霞生等，一种耦合振膜的压电微机电扬声器，CN202410745299.7
5. 郭霞生等，一种基于呼吸特征的活体超声图像融合去噪方法，CN202410497253.8
6. 郭霞生等，一种声表面波微流控声镊装置及方法，CN202410372750.5
7. 郭霞生等，一种基于旋转悬臂的压电微机电扬声器，CN202510463017.9
8. 郭霞生等，基于呼吸相位追踪的活体时间复合成像方法及系统，CN202310452869.9
9. 郭霞生等，一种声表面波细胞打印芯片装置及方法，CN202211172975.3
10. 郭霞生等，多线程融合的活体超声热应变成像方法及装置，ZL202210003923.7
11. 郭霞生等，一种基于超声成像估计体内热源分布的方法及装置，ZL202210003913.3
12. 郭霞生等，一种基于活体超声图像的多线程应变成像方法及装置，ZL202210003911.4
13. 郭霞生等，一种基于空间傅里叶变换的声镊实现方法及系统，ZL202011194587.6
14. 郭霞生等，一种耦合共振型声表面波微流控芯片及其制作方法，ZL202011170759.6
15. 郭霞生等，一种用于微粒子分离的超声表面驻波微流控芯片设计方法，ZL202010549544.9
16. 郭霞生等，一种用于微粒子分离的超声表面驻波微流控芯片和应用，ZL202010548474.5
17. 郭霞生等，一种基于活体超声图像的呼吸分离式应变成像方法，ZL202010731441.4
18. 郭霞生等，一种基于非线性热膨胀评估温度变化的超声方法及系统，ZL202010059747.X
19. 郭霞生等，一种基于B超信号评估呼吸和心动周期的方法，ZL201911391640.9
20. 郭霞生等，一种软材料声学参数的测量方法，ZL201911134661.2
21. 郭霞生等，一种基于低采样率B超图像计算热应变分布的方法，ZL201910112033.8（已转让）
22. 郭霞生等，一种渐变截面低频吸声体的设计方法，ZL201811340120.0
23. 郭霞生等，基于热膨胀和门控算法测量生物组织温度变化的超声方法，ZL201710876349.5（已转让）
24. 郭霞生等，一种聚焦声透镜的设计方法，ZL201510816714.4（已转让）