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智能自动化学科前沿讲习班第3期成功举办

2017年129-10日,由中国自动化学会主办的第3期智能自动化学科前沿讲习班在中国科学院自动化研究所举办。来自医疗领域与自动化领域共五十余位学员和老师参加了此次讲习班。

此次讲习班以“智慧医疗”为主题,邀请到领域内十余位专家学者从脑机接口、康复机器人、精准治疗等方面进行报告,并与参会者进行充分交流,探讨自动化与医疗领域共同的发展前景,真正为讲习班的学员带来了一场学术盛宴。

讲习班第一天由陆军总医院骨科副主任医师张志成主持。张志成主任作为讲习班的学术主任之一,首先作讲习班致辞。在致辞中,张主任对参加此次讲习班的学员和老师表示了衷心的感谢,并对各位给予学会一如既往的关注和支持表示感谢。他同时表示,要充分认识人工智能在医疗领域中的辅助作用,借助AI不断提高医生的认知能力,最终实现自动化领域与医疗领域的深度融合。最后希望参加讲习班的所有学员,能够充分把握此次机会,从专家学者的报告中,启发思想,获得真知。

随后,张志成主任为大家带来第一个报告”网络—带给医疗了什么?”。张主任从人们日常寻医问病入手,由浅入深地讲解了感觉检查等传统的诊疗模式,提出人体是一个复杂的生命机体,人体疾病具有千差万别的属性,因此医疗行业并不是一个纯互联网的行业,需要专业医生的深度参与。基于此,张主任提出人工智能对于医疗行业而言,更多的是辅助作用,信息和数据的获得更多地依靠医生来获得。但同时,借助网络可以不断改善人类健康管理方式、就医方式、就医体验,还是购药方式等方面;借助人工智能-医疗技术,可以在医学教学训练、多类手术等方面获得应用。

清华大学廖洪恩教授在题为”智能精准诊疗:医生新的“眼”“手”“脑”“的报告中指出,近年来,智能化精准诊疗引起了越来越多国家的关注,经济和社会的迅速发展,也对精准医疗提出了更多的要求,医学数据获取、计算与分析技术的迅猛发展,使得医疗领域处在了智能化与精准化变革的风口浪尖。廖洪恩教授在报告中详细介绍了我国智能精准医疗发展所面临的机遇与挑战,指出当前医疗关注的热点是新型技术、诊疗器械、个人健康和机能增强等;分析了国内外医疗器械的产业现状和发展趋势,提出通过融合机械学、信息学等不同学科,针对微创精准诊疗在不同领域的应用,研发精确诊断和准确治疗器械与方法以及智能型诊疗系统,借此拓宽了医生新的“眼”、新的“手”、新的“脑”。

中国科学院自动化研究所张梅老师在以”平行手术之初见”为题的报告中,在平行的框架下,提出了平行手术的概念,以解决传统手术中的局限,实现医生手术经验的学习、手术过程中的智能化导引功能。报告内容主要包括手术描述智能,手术预测智能,手术引导智能。针对实际手术场景来构建虚拟的人工手术场景,通过计算实验来获得多个手术方案并进行评估,最后结合实际的具体手术场景来进行虚实互动,给予医生策略性指导意见。针对其中的手术引导环节进行AR三维内窥镜系统的研究,实现从采集到显示的端到端系统,将表面下的血管肿瘤渲染到医生的视野中,给予医生量化的三维感,指导医生更有效的完成手术。

近年来,脑机接口技术作为新兴技术得到大众的关注,也成为中枢神经损伤康复的未来希望。对此,西安交通大学徐光华教授在题为”脑控康复机器人技术研究与发展”的报告中,基于脑机接口及其典型范式,围绕稳态视觉运动诱发电位、运动想象脑电范式发展介绍了相应的创新研究成果。设计牛顿环、环形棋盘格等运动创新范式,解决了传统亮度刺激方式的不足;提出了色彩刺激的强化实现方法,提升了视觉目标诱发呈现能力;在脑电信号处理与增强方面,利用脑神经随机共振机制实现了视觉噪声信号增强,加强了脑电信号的诱发能力。同时,提出基于视频解调的脑电信号同频干扰抑制技术,提高了识别准确率。在此基础上,研究了面向运动神经视觉主动康复刺激的生物运动混合脑机接口,并研发脑控轮椅、脑控康复床和脑控康复外骨骼机器人以及渐冻人脑控交互系统在前期研究基础上,对脑控康复机器人技术的应用进行了有益的探索。

陆军总医院泌尿外科主任医师艾星为大家带来的报告题目是”机器人时代的来临”。艾星主任通过介绍多个手术案例,详细为大家介绍了达芬奇手术机器人的发展和应用现状,并提出了对未来手术机器人的发展需求,希望未来手术机器人能够真正服务社会公众健康。

第二天,讲习班仍旧火爆进行。在中科院自动化所侯增广研究员作简单开场后,解放军总医院副主任医师柴伟为大家带来题为”人工膝关节精准置换技术”的报告。在报告中,柴主任介绍了骨关节炎的基本概念,指出TKA手术要求精确下肢对线、韧带平衡,传统的手术技术具有一定的缺陷性和主观性,术中导航技术、Image-free导航技术、个性化截骨模块等数字技术和导航系统的迅猛发展,大大提升了手术的精确性、智能化、小巧化,最后提出同时介绍了MAKO在辅助下髋膝关节置换中的详细手术流程。

华南理工大学李远清教授在题为”多模态脑机接口及其临床应用”的报告中指出,提高目标检测性能和实现多维控制是脑机接口研究的两大基本问题。在报告中,李远清教授首先介绍多种多模态脑机接口,包括基于SSVEP和P300的脑机接口,视听觉脑机接口,基于P300和运动想象的脑机接口等。随后详细介绍脑机接口两个方面的临床应用:(1)意识障碍患者(如植物人等)的意识检测是一个难点问题,主要原因是这些病人缺乏行为能力,认知水平低下。我们开发了多种脑机接口,用于意识障碍患者(如植物人等)的意识检测,数字认知检测、辅助量表评估等,取得了良好效果。(2)面向严重的颈椎损伤的高位截瘫病人,我们开发了环境控制系统。该系统集成轮椅、家电和护理床于一体,实现了脑控,有效提高了这些病人的生活自理能力。

面对社会老龄化加剧、脑卒中致残患者数量攀升带来的巨大需求,康复机器人成为研究热点并得到了广泛发展。但是,康复机器人所采用的众多先进技术,并没有转化为更加显著的康复效果,其临床应用 "Pleased but not Satisfied"。基于此,南开大学于宁波副教授在题为”个性化多模态干预的新一代康复机器人”的报告中,指出康复机器人是克服康复临床资源不足,提高康复训练效率的技术手段,通过采用个性化多模态干预技术,新一代康复机器人有望从根本上提高康复训练的精准性和有效性。

中国科学院自动化研究所王静老师在以”平行医学:平行通风辅助诊疗系统”为题的报告中,主要介绍了平行思想ACP理论在医学中的应用、平行医学概念和理论框架,以及平行医学在痛风病辅助诊疗中的实际应用。

为大家带来最后一个报告的是中国科学院自动化研究所侯增广研究员,他的报告题目是“机器人系统的智能控制”。在报告中,侯增广研究员详细介绍了机器人从古代机器人到现代机器人的发展历程,指出创造和发明机器人的目的是服侍人、替换人和保护人。同时,指出当前机器人越来越被重视,机器人训练有助于康复。

智能自动化学科前沿讲习班是由中国自动化学会主办的高端学术交流活动,其目的就是想让自动化领域的科研人员在短时间内快速了解学科前沿和最新研究,并为专家学者提供探讨热点方向和交流学术进展的平台。欢迎大家随时关注中国自动化学会官网或中国自动化学会官方微信公众号获取讲习班系列的最新消息。

学会秘书处  供稿