【中国科学报】中科院宁波工研院慈溪医工所:产学研结合打造人口健康产业价值链

文章来源:宁波材料技术与工程研究所  |  发布时间:2018-08-20  |  【打印】 【关闭

  

  在中科院宁波工研院慈溪医工所,“iMED中国”团队长期致力于基于人工智能的眼科疾病辅助诊断研究,一年内发表8篇医疗影像领域顶级期刊和会议文章。而他们所取得的成果,正是慈溪医工所打破传统学科壁垒,围绕“诊断—治疗—康复”人口健康产业价值链布局学科方向的缩影。

  ■本报见习记者 高雅丽

  通过语音对话,机器人可以帮助患者精准导诊;对医疗影像快速读片后,诊疗平台就能出具智能诊断报告;通过分析医学文献资料、临床试验信息等海量数据,机器人能够帮助医生进行药物研发……随着科学技术不断进步发展,人工智能(AI)医疗正逐步走入现实医疗场景中。

  在中科院宁波工研院慈溪医工所,“iMED中国”团队这十年来致力于基于人工智能的眼科疾病辅助诊断研究,一年内发表8篇医疗影像领域顶级期刊和会议文章。而他们所取得的成果,正是慈溪医工所打破传统学科壁垒,围绕“诊断—治疗—康复”人口健康产业价值链布局学科方向的缩影。

  国家“千人计划”专家,慈溪医工所所长、研究员刘江告诉《中国科学报》记者:“我们从人口健康战略出发,主要布局先进诊断技术、生物材料与器械和康复技术与系统三个学科方向,重点开展疾病诊断技术、诊断试剂与器件、医学成像技术、康复器件与设备等研究,牢牢把握学科前沿和技术创新需求,并发挥中科院研究机构的优势来支撑和引领产业发展。”

  AI与眼科疾病诊断碰撞产生“火花”

  刘江告诉记者,作为人口健康战略价值链的前端,先进的诊断技术对重大疾病的早发现、早治疗具有重要的意义。慈溪医工所布局先进诊断技术学科,突破诊断试剂、器件和设备的技术瓶颈,目前已经布局了3个科研方向。

  智能医学影像事业部(iMED中国医疗影像/眼科影像团队)这一目前拥有30多位科研人员的团队以“精准医疗”为核心方向,近年来在青光眼、病理性近视、年龄相关性黄斑变性、糖尿病性视网膜病变等眼科疾病诊断方面有众多突破性成果。例如,研究员程骏和李俊辉致力于眼科疾病智能诊断算法研究,副研究员赵一天通过探索眼睛与大脑之间的内在联系来实现一些神经退行性疾病的早期诊断,副研究员胡衍和副研究员杨建龙致力于眼科手术辅助机器人的开发与研究。

  刘江说:“团队成员拥有计算机图像处理、大数据分析、医疗、光学、生物医学工程、公共卫生及统计学专业的多学科交叉的科研背景和工作经历,这对眼科疾病人工智能诊断算法研发有很大帮助。”

  在诊断方面,“iMED”团队是世界上第一个通过人工智能分析杯盘比(CDR)来设计青光眼自动筛查诊断算法的团队,他们不断优化相关算法,连续10年刷新了行业内视杯视盘分割和基于眼底图像的青光眼诊断准确率的世界纪录。

  “眼科是AI医疗比较热门的方向之一,其中最大的难点在于数据采集获取。眼科图像与其他图像相比,对分辨率的要求更高。而且,不同医生对于诊断结果的判断会有差别,这些年来,我们与知名眼科医院的优秀医生合作获取数据,建立了标注数据集,这对算法训练很有帮助。”刘江说。

  为了让算法更加精准,刘江和团队成员曾将大部分时间泡在医院里,了解眼科医生如何诊断疾病、确定病灶。十年来,他们在不同国家和地区采集了几万套数据样本,为眼科疾病诊断提供了丰富的疾病可视化信息,有效地提高了眼科疾病的诊断效率及精度。

  为科学家提供创新乐土和沃土

  围绕学科布局,慈溪医工所正面向全球大力延揽高层次人才。纳米生物技术与能源团队的负责人是一位外国教授Remo Proietti Zaccaria,他在2016年4月受邀成为慈溪医工所的全职教授。

  “之前我的意大利朋友跟我提到了慈溪医工所,后来我发现这是一个相对年轻、充满活力的地方。在这里,我看到很多教授都是被自己的梦想所驱使,眼中有一种不容易在国外找到的光芒。”Remo说。

  两年前,Remo来到慈溪时是孤身一人;两年后,他组建了一个超过10人的科研团队。Remo告诉记者:“团队的一些青年成员目前正在国外接受培训,一些外国专家也定期来这里交流技术。我们将不同的文化融合在一起工作,这可能是最大的成果。”

  在Remo的带领下,团队围绕微纳米材料及生物医学应用开展工作,致力于打造集设计、制备、成型和表征于一体的微纳米材料研发平台,主要研究领域包括等离子体纳米结构设计,碳纳米材料的制备与光学特征表征,微纳米器件的规模化制备及其在神经学、细胞学、生物医学和生物能源领域的应用等。

  慈溪医工所已在慈溪智慧谷建成先进的生物医学工程科研平台,为科研和产业提供支撑,包括1个公共测试平台和3个专业平台。与此同时,慈溪医工所与世界500强企业、全球最大的内植入医疗器械制造商美敦力公司共建联合研究中心,与哈佛医学院、伯克利劳伦斯国家实验、澳大利亚联邦科工组织、意大利国际高等研究院等国际著名高校和科研机构开展合作。

  “我们一直想为高水平的科学家和工程师提供创新的乐土和沃土,现在已经拥有种类齐全,先进的科研仪器设备,为科研活动提供了有力的保障。”刘江说。

  产学研结合促进转化“落地生根”

  作为生命健康产业的重要支柱,生物材料与器械是生物医学工程的基础。面向组织器官重建与恢复的应用需求,慈溪医工所布局生物材料与器械学科,针对产业发展需求,开展生物医用材料的应用基础研究和高端医疗器械研究与开发,提高了材料与器械的安全可靠性和有效性。

  刘江说:“例如我们研发了可用于人工关节、人工椎间盘等内植入器械的高强度耐磨高分子材料,研究其生物相容性和安全性,实现对加工成型过程的调控,并且实现一定加工规模。”

  除此之外,针对神经与肢体损伤康复需要、高龄人口病后恢复对于康复系统提出的持续性需求,研究员左国坤所在的康复与辅助机器人技术团队开发了上肢神经康复机器人的关键部件和整机,探索康复机器人临床试验研究的新方法。目前研究所的康复机器人项目获得天使投资资金,已经进入临床前研发阶段。

  刘江说:“我们将进一步围绕国家战略和市场需求,开展原始创新或集成创新研究,在取得突破性学术进展的同时开发具有重大需求的生物医学材料、医疗器械技术、医疗设备等产品,推进产业化发展,把慈溪医工所打造成为国内一流、国际知名的基础科学研究、应用技术开发、工程化与技术转移和高级人才培养基地。”

  (原文刊发于2018年8月20日《中国科学报》第6版)

  【原文链接】http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2018/8/338286.shtm?bsh_bid=2376941516