【中國科學(xué)報(bào)】中科院寧波工研院慈溪醫(yī)工所：產(chǎn)學(xué)研結(jié)合打造人口健康產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈
在中科院寧波工研院慈溪醫(yī)工所，“iMED中國”團(tuán)隊(duì)長期致力于基于人工智能的眼科疾病輔助診斷研究，一年內(nèi)發(fā)表8篇醫(yī)療影像領(lǐng)域頂級(jí)期刊和會(huì)議文章。而他們所取得的成果，正是慈溪醫(yī)工所打破傳統(tǒng)學(xué)科壁壘，圍繞“診斷—治療—康復(fù)”人口健康產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈布局學(xué)科方向的縮影。
■本報(bào)見習(xí)記者 高雅麗
通過語音對(duì)話，機(jī)器人可以幫助患者精準(zhǔn)導(dǎo)診；對(duì)醫(yī)療影像快速讀片后，診療平臺(tái)就能出具智能診斷報(bào)告；通過分析醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)資料、臨床試驗(yàn)信息等海量數(shù)據(jù)，機(jī)器人能夠幫助醫(yī)生進(jìn)行藥物研發(fā)……隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步發(fā)展，人工智能（AI）醫(yī)療正逐步走入現(xiàn)實(shí)醫(yī)療場景中。
在中科院寧波工研院慈溪醫(yī)工所，“iMED中國”團(tuán)隊(duì)這十年來致力于基于人工智能的眼科疾病輔助診斷研究，一年內(nèi)發(fā)表8篇醫(yī)療影像領(lǐng)域頂級(jí)期刊和會(huì)議文章。而他們所取得的成果，正是慈溪醫(yī)工所打破傳統(tǒng)學(xué)科壁壘，圍繞“診斷—治療—康復(fù)”人口健康產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈布局學(xué)科方向的縮影。
慈溪醫(yī)工所所長、研究員劉江告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者：“我們從人口健康戰(zhàn)略出發(fā)，主要布局先進(jìn)診斷技術(shù)、生物材料與器械和康復(fù)技術(shù)與系統(tǒng)三個(gè)學(xué)科方向，重點(diǎn)開展疾病診斷技術(shù)、診斷試劑與器件、醫(yī)學(xué)成像技術(shù)、康復(fù)器件與設(shè)備等研究，牢牢把握學(xué)科前沿和技術(shù)創(chuàng)新需求，并發(fā)揮中科院研究機(jī)構(gòu)的優(yōu)勢來支撐和引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展?！?/p>
AI與眼科疾病診斷碰撞產(chǎn)生“火花”
劉江告訴記者，作為人口健康戰(zhàn)略價(jià)值鏈的前端，先進(jìn)的診斷技術(shù)對(duì)重大疾病的早發(fā)現(xiàn)、早治療具有重要的意義。慈溪醫(yī)工所布局先進(jìn)診斷技術(shù)學(xué)科，突破診斷試劑、器件和設(shè)備的技術(shù)瓶頸，目前已經(jīng)布局了3個(gè)科研方向。
智能醫(yī)學(xué)影像事業(yè)部（iMED中國醫(yī)療影像/眼科影像團(tuán)隊(duì)）這一目前擁有30多位科研人員的團(tuán)隊(duì)以“精準(zhǔn)醫(yī)療”為核心方向，近年來在青光眼、病理性近視、年齡相關(guān)性黃斑變性、糖尿病性視網(wǎng)膜病變等眼科疾病診斷方面有眾多突破性成果。例如，研究員程駿和李俊輝致力于眼科疾病智能診斷算法研究，副研究員趙一天通過探索眼睛與大腦之間的內(nèi)在聯(lián)系來實(shí)現(xiàn)一些神經(jīng)退行性疾病的早期診斷，副研究員胡衍和副研究員楊建龍致力于眼科手術(shù)輔助機(jī)器人的開發(fā)與研究。
劉江說：“團(tuán)隊(duì)成員擁有計(jì)算機(jī)圖像處理、大數(shù)據(jù)分析、醫(yī)療、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、公共衛(wèi)生及統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)的多學(xué)科交叉的科研背景和工作經(jīng)歷，這對(duì)眼科疾病人工智能診斷算法研發(fā)有很大幫助。”
在診斷方面，“iMED”團(tuán)隊(duì)是世界上第一個(gè)通過人工智能分析杯盤比（CDR）來設(shè)計(jì)青光眼自動(dòng)篩查診斷算法的團(tuán)隊(duì)，他們不斷優(yōu)化相關(guān)算法，連續(xù)10年刷新了行業(yè)內(nèi)視杯視盤分割和基于眼底圖像的青光眼診斷準(zhǔn)確率的世界紀(jì)錄。
“眼科是AI醫(yī)療比較熱門的方向之一，其中最大的難點(diǎn)在于數(shù)據(jù)采集獲取。眼科圖像與其他圖像相比，對(duì)分辨率的要求更高。而且，不同醫(yī)生對(duì)于診斷結(jié)果的判斷會(huì)有差別，這些年來，我們與知名眼科醫(yī)院的優(yōu)秀醫(yī)生合作獲取數(shù)據(jù)，建立了標(biāo)注數(shù)據(jù)集，這對(duì)算法訓(xùn)練很有幫助。”劉江說。
為了讓算法更加精準(zhǔn)，劉江和團(tuán)隊(duì)成員曾將大部分時(shí)間泡在醫(yī)院里，了解眼科醫(yī)生如何診斷疾病、確定病灶。十年來，他們在不同國家和地區(qū)采集了幾萬套數(shù)據(jù)樣本，為眼科疾病診斷提供了豐富的疾病可視化信息，有效地提高了眼科疾病的診斷效率及精度。
為科學(xué)家提供創(chuàng)新樂土和沃土
圍繞學(xué)科布局，慈溪醫(yī)工所正面向全球大力延攬高層次人才。納米生物技術(shù)與能源團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人是一位外國教授Remo Proietti Zaccaria，他在2016年4月受邀成為慈溪醫(yī)工所的全職教授。
“之前我的意大利朋友跟我提到了慈溪醫(yī)工所，后來我發(fā)現(xiàn)這是一個(gè)相對(duì)年輕、充滿活力的地方。在這里，我看到很多教授都是被自己的夢想所驅(qū)使，眼中有一種不容易在國外找到的光芒?！盧emo說。
兩年前，Remo來到慈溪時(shí)是孤身一人；兩年后，他組建了一個(gè)超過10人的科研團(tuán)隊(duì)。Remo告訴記者：“團(tuán)隊(duì)的一些青年成員目前正在國外接受培訓(xùn)，一些外國專家也定期來這里交流技術(shù)。我們將不同的文化融合在一起工作，這可能是最大的成果?！?/font>
在Remo的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)圍繞微納米材料及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用開展工作，致力于打造集設(shè)計(jì)、制備、成型和表征于一體的微納米材料研發(fā)平臺(tái)，主要研究領(lǐng)域包括等離子體納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，碳納米材料的制備與光學(xué)特征表征，微納米器件的規(guī)?；苽浼捌湓谏窠?jīng)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和生物能源領(lǐng)域的應(yīng)用等。
慈溪醫(yī)工所已在慈溪智慧谷建成先進(jìn)的生物醫(yī)學(xué)工程科研平臺(tái)，為科研和產(chǎn)業(yè)提供支撐，包括1個(gè)公共測試平臺(tái)和3個(gè)專業(yè)平臺(tái)。與此同時(shí)，慈溪醫(yī)工所與世界500強(qiáng)企業(yè)、全球最大的內(nèi)植入醫(yī)療器械制造商美敦力公司共建聯(lián)合研究中心，與哈佛醫(yī)學(xué)院、伯克利勞倫斯國家實(shí)驗(yàn)、澳大利亞聯(lián)邦科工組織、意大利國際高等研究院等國際著名高校和科研機(jī)構(gòu)開展合作。
“我們一直想為高水平的科學(xué)家和工程師提供創(chuàng)新的樂土和沃土，現(xiàn)在已經(jīng)擁有種類齊全，先進(jìn)的科研儀器設(shè)備，為科研活動(dòng)提供了有力的保障?！眲⒔f。
產(chǎn)學(xué)研結(jié)合促進(jìn)轉(zhuǎn)化“落地生根”
作為生命健康產(chǎn)業(yè)的重要支柱，生物材料與器械是生物醫(yī)學(xué)工程的基礎(chǔ)。面向組織器官重建與恢復(fù)的應(yīng)用需求，慈溪醫(yī)工所布局生物材料與器械學(xué)科，針對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，開展生物醫(yī)用材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究和高端醫(yī)療器械研究與開發(fā)，提高了材料與器械的安全可靠性和有效性。
劉江說：“例如我們研發(fā)了可用于人工關(guān)節(jié)、人工椎間盤等內(nèi)植入器械的高強(qiáng)度耐磨高分子材料，研究其生物相容性和安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)加工成型過程的調(diào)控，并且實(shí)現(xiàn)一定加工規(guī)模。”
除此之外，針對(duì)神經(jīng)與肢體損傷康復(fù)需要、高齡人口病后恢復(fù)對(duì)于康復(fù)系統(tǒng)提出的持續(xù)性需求，研究員左國坤所在的康復(fù)與輔助機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了上肢神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人的關(guān)鍵部件和整機(jī)，探索康復(fù)機(jī)器人臨床試驗(yàn)研究的新方法。目前研究所的康復(fù)機(jī)器人項(xiàng)目獲得天使投資資金，已經(jīng)進(jìn)入臨床前研發(fā)階段。
劉江說：“我們將進(jìn)一步圍繞國家戰(zhàn)略和市場需求，開展原始創(chuàng)新或集成創(chuàng)新研究，在取得突破性學(xué)術(shù)進(jìn)展的同時(shí)開發(fā)具有重大需求的生物醫(yī)學(xué)材料、醫(yī)療器械技術(shù)、醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)品，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，把慈溪醫(yī)工所打造成為國內(nèi)一流、國際知名的基礎(chǔ)科學(xué)研究、應(yīng)用技術(shù)開發(fā)、工程化與技術(shù)轉(zhuǎn)移和高級(jí)人才培養(yǎng)基地?！?/font>
?。ㄔ目l(fā)于2018年8月20日《中國科學(xué)報(bào)》第6版）
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