理大推医工结合 研AI肺部放射治疗辅助系统 改善患者术后生活

撰文: 容育仁
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理工大学(理大)致力推动“医工结合”及人工智能赋能医学科研创新和成果转化,早前公布4项科研成果,包括人工智能肺部放射治疗辅助系统、AI赋能眼科:非侵入性血管造影技术、踝关节复康机械人、及超微细高敏度光纤传感器,其中放射治疗辅助系统运用AI分析患者的电脑扫描影像,进行放射治疗时可以避开肺部高功能区域,降低患者接受治疗时受到的肺部损害,从而提升患者术后生活质量。

蔡璟教授(上图)及其团队研发的人工智能肺部放射治疗辅助系统,可自动分析患者的 电脑扫描影像,避开肺部高功能区域,降低对患者肺部的放射损伤。(理工大学提供)

AI辅助肺部放射治疗 计划扩展至肝脏及脑部

“人工智能肺部放射治疗辅助系统”项目团队由理大医疗科技及资讯学系系主任兼教授蔡璟领导,该项目除了可以自动分析电脑扫描影像,亦不需造影剂即可生成肺部通气及灌注功能影像,分辨肺部不同区域功能,透过“功能引导”的创新放射治疗方式设计个人化的最佳放射治疗计划。

团队现已收集逾百名肺癌患者的电脑扫描影像以训练人工智能模型,系统操作介面与医院采用的主流放射治疗系统相容,目前正与多间本地及内地医院合作进行临床测试。团队亦计划扩展人工智能模型应用于其他部位如肝癌及脑癌的“功能引导”放射治疗。此项目于第五十届日内瓦国际发明展获得银奖。

新技术突破诊断瓶颈 自动识别眼科早期病变特征

何明光教授(上图)及其团队将生成式人工智能技术应用于眼科诊断领域,免去传统诊断需要使用昂贵而有侵入性的萤光血管造影检查,带来不适之余亦会限制基层医疗机构的筛查能力。(理工大学提供)

“AI赋能眼科:非侵入性诊断技术”团队由理大武汉科技创新研究院院长、梁显利长者健康视觉教授、眼科视光学院科研眼科讲座教授、视觉科学研究中心主任、杰出创科学人教授何明光教授带领。技术重点在于应用生成式人工智能于眼科诊断,只需提供普通眼底照片即可在数秒内生成高精度血管造影影像和动态视频,避免传统造影剂注射的风险。技术的智能诊断系统可自动识别微动脉瘤、出血点等早期眼科病变特征,灵敏度及特异性分别达到96.2%及91.8%。另外,技术整合超广角成像技术,检测范围扩大了300%。

技术现已获得5项国际专利,并于大湾区进行多中心临床试验,其远程会诊系统更让偏远地区患者获得眼科诊疗服务。技术于第五十届日内瓦国际发明展获得“法国与欧洲发明家联合会―法国最佳国际发明与创新奖”及“评审团嘉许金奖”。

复康机械人助家居复康

张丹教授(上图)及其团队研发“踝关节复康机械人”,帮助踝关节活动受限患者进行居家复康训练,以及脑偏瘫和中风患者于手术后进行踝关节功能复康。(理工大学提供)

理大南京技术创新研究院院长、智能机械人研究联盟主任、机械工程学系智能机器人与自动化讲座教授张丹教授领导团队研发“踝关节复康机械人”,帮助踝关节活动受限患者进行居家复康训练,以及脑偏瘫和中风患者于手术后进行踝关节功能复康。

机械人属首款可在三轴上自由旋转,提供全方位足踝关节复康训练的机械人,能模拟足部自然运动,提供背屈、跖屈、内翻、外翻等多维动作训练,并通过感测器与肌电图技术,实时调节训练强度,满足不同患者需求。机械人现正与上海华山医院合作进行临床测试,未来计划结合人工智能为患者提供个人化训练,亦有望扩展至其他部位的复康训练。

传感器提高植入人工耳蜗手术精准度

谭华耀教授及其团队开发了一种超微细且兼具生物相容性的塑料光纤传感器,并将其整合到人工耳蜗电极阵列结构中,以提升人工耳蜗植入手术的导航精度与组织保护效能。上图为参与研究的崔静娴博士介绍研究成果。(理工大学提供)

植入人工耳蜗是帮助听力受损人士恢复听力的主要方法,但需求相当高的手术精准度。理大电机及电子工程学系光电子讲座教授、光子技术研究院副院长谭华耀教授领导的团队就开发了一种超微细且兼具生物相容性的塑料光纤传感器,并将其整合到人工耳蜗电极阵列结构中,以提升人工耳蜗植入手术的导航精度与组织保护效能。

传感器会于手术期间提供实时导航定位,并监测植入的接触力度。传感器经优化后,有望自动调整电极阵列的弯曲角度,减低植入时对耳蜗组织的损伤。该技术已成功获得专利授权,目前研发团队正与企业、其他大学及耳科医院合作进行临床测试及商品化。系统将结合人工智能模型,实现以机械人进行听觉重建手术,提高手术效率、安全性和精准度。此创新发明于第五十届日内瓦国际发明展夺得“泰国最佳国际发明奖与创新奖”及“评审团嘉许金奖”。

理大副校长赵汝恒:有信心争取筹办第三所医学院

理大副校长(研究及创新)赵汝恒教授表示,理大贯彻以病人福祉为中心的理念,发挥“医工结合”和人工智能赋能医学的优势,致力推动医疗科技创新和知识转移。他指出,凭借强大的科研团队和完善的科研设施,以及在医疗教育和培育专职医疗人才的丰富经验,理大有信心成功争取筹办香港第三所医学院。

理大展示四个“医工结合”创科成果项目。图片包括理大副校长(研究及创新)赵汝恒教授(中)、医疗科技及资讯学系系主任兼教授蔡璟教授(左二)、眼科视光学院科研眼科讲座教授何明光教授(右二)、机械工程学系智能机器人与自动化讲座教授张丹教授(左一),以及电机及电子工程学系博士后研究员崔静娴博士(右一)。