云南省高校高原醫(yī)學(xué)電子信息智能檢測處理重點實驗室創(chuàng)新成果

云南大學(xué)信息學(xué)院

云南省高校高原醫(yī)學(xué)電子信息智能檢測處理重點實驗室依托云南大學(xué)信息學(xué)院“信息與通信工程”“計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”一級學(xué)科博士點、“生物醫(yī)學(xué)工程”一級學(xué)科碩士點和“昆明市醫(yī)學(xué)電子信息檢測處理重點實驗室”，開展微弱信號檢測與自適應(yīng)處理、超聲醫(yī)學(xué)工程、醫(yī)學(xué)圖像與遠(yuǎn)程醫(yī)療及成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化研究。實驗室擁有一支總?cè)藬?shù)達(dá)20人，以中青年博士為主、多學(xué)科交叉融合的研究團(tuán)隊。近年來實驗室承擔(dān)國家級項目18項，省級項目6項，科研經(jīng)費共計1 400余萬元；獲省部級獎3項；在IEEE Trans. on BME、IEEE Trans. on UFFC、Medical Physics、Ultrasonics、Ultrasonic Imaging、Signal Processing、電子學(xué)報、聲學(xué)學(xué)報等重要刊物發(fā)表SCI、EI檢索期刊論文110余篇；獲得美國、中國發(fā)明專利授權(quán)10余件；開發(fā)完成電子醫(yī)療儀器產(chǎn)品2項并分獲FDA（美國）及中國食藥監(jiān)局注冊，上市銷售；獲得云南省自然科學(xué)獎二等獎2項，三等獎2項、云南省教學(xué)成果獎2項，出版教材及專著4部。

主要研究項目及成果簡介

1 人體頸動脈局域脈搏波速的超聲檢測

局域脈搏波傳播速度 ( Local pulse wave velocity, LPWV )是定量評價頸動脈硬化程度的“金指標(biāo)”。提出反射波對傳播的頸動脈脈搏波引入不同形變時影響PWV估計的關(guān)鍵問題，研究了人體頸動脈脈搏波傳播模型，提出局域上沖段的PWV估計等，為臨床動脈硬化早期診斷提供可靠的技術(shù)手段。代表性成果：

①Ultrasound simulation model incorporating incident and reflected wave propagations along a common carotid artery. Computers in Biology and Medicine, vol.104, pp.267-277, 2018.11

②Regional upstroke tracking for transit time detection to improve the ultrasound-based local PWV estimation in carotid arteries. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, vol.104, pp.267-277, 2019.11

③超聲傳輸時間法頸動脈脈搏波速估計精度及影響因素研究.電子與信息學(xué)報,vol.39(2), pp.316-321, 2017.02

④超聲脈動環(huán)頸動脈局域脈搏波速檢測性能評估.聲學(xué)學(xué)報,vol.44, no.6, pp.1045-1052, 2019.11

2 血液紅細(xì)胞聚集性的超聲無創(chuàng)分類檢測研究

使用超聲掃描診斷儀采集不同聚集度紅細(xì)胞懸浮液的射頻數(shù)據(jù)，提出基于超聲射頻回波信號統(tǒng)計特征的紅細(xì)胞聚集性機(jī)器學(xué)習(xí)的分類識別方法，開發(fā)人體血液紅細(xì)胞聚集性無創(chuàng)檢測設(shè)備，具有重要臨床價值。代表性成果：

①Classification of red blood cell aggregation using empirical wavelet transform analysis of ultrasonic radiofrequency echo signals. Ultrasonics, 2021.03

②Classification of red blood cell aggregation with hyper spectral analysis of ultrasonic radiofrequency echo signals. ICCSCE 2019, Penang, Malaysia, 2019.11

3 小型智能家用美容儀系列產(chǎn)品研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

與云南貝泰妮生物科技有限公司開展深度合作，研發(fā)輕醫(yī)美、低侵入、操作簡便的小型智能家用美容儀器，實現(xiàn)高端家用美容儀國產(chǎn)化，積極達(dá)成年產(chǎn)值億元以上的近期目標(biāo)。進(jìn)一步促進(jìn)云南省醫(yī)藥大健康產(chǎn)業(yè)、制造業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。代表性成果：

①家用智能美容儀系列產(chǎn)品開發(fā)：超聲導(dǎo)入、射頻緊致、微電流提拉、藍(lán)光舒緩、紅光抗皺等家用醫(yī)美產(chǎn)品系列

②美容儀系列核心技術(shù)發(fā)明專利5項

4 組織散射元間距超聲檢測及其組織消融成像

研究不同消融時間下組織散射元間距的超聲檢測及其變化規(guī)律，實驗結(jié)果表明，基于匹配追蹤算法的散射元間距可以準(zhǔn)確反映不同消融時間下組織的變化特點，進(jìn)一步用于肝臟組織消融過程成像，為肝臟腫瘤微波消融手術(shù)檢測提供更有效的監(jiān)測手段。代表性成果：

①Locations of optimally matched Gabor atoms from ultrasound RF echoes for Inter-scatterer spacing estimation. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 184:105281, 2019.12

②A dynamic ultrasound simulation of a pulsating three-layered CCA for validation of 2D wall motion and blood velocity estimation algorithms. Medical Physics, vol.45(1), pp.131-143, 2018.01

5 相干合成超快超聲血流測速新方法研究

基于超聲平面波相干復(fù)合技術(shù)，獲取2000幀/秒的B超掃描，提出最優(yōu)幀間距散斑跟蹤技術(shù)估計徑向血流速度分布。物理模型和動物活體實驗結(jié)果表明新方法能夠有效檢測血管壁附近的慢速血流，可應(yīng)用于壁面剪切率的測量，有助于臨床獲取動脈粥樣硬化等心腦血管疾病的早期診斷信息。代表性成果：

①Optimum speckle tracking based on ultrafast ultrasound for improving blood flow velocimetry. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, PP(99):1-1, 2020.07

② The variation in frequency locations in Doppler ultrasound spectra for maximum blood flow velocities in narrowed vessels. Medical Engineering & Physics, vol.49(10), pp.46-55, 2017.10

③局域基諧波頻譜峰值比的超聲圖像融合.聲學(xué)學(xué)報, 2020.04

④總體經(jīng)驗?zāi)B(tài)細(xì)分法提取血流超聲多普勒信號的研究.電子學(xué)報,vol.42(7), pp.1424-1428, 2014.07

6“云上診斷”--便攜式超聲乳腺癌輔助診斷系統(tǒng)

傳統(tǒng)超聲設(shè)備體積龐大，偏遠(yuǎn)山區(qū)使用受限，乳腺癌患者不能得到及時的診斷和治療而危及生命安全，因此便攜式超聲診斷設(shè)備應(yīng)運而生。在充分發(fā)揮超聲檢查無創(chuàng)、實時、便攜、價格低廉等優(yōu)點的同時，結(jié)合5G通信和云計算技術(shù)，研究開發(fā)出人工智能計算機(jī)便攜式超聲乳腺癌輔助診斷系統(tǒng)。有效提升偏遠(yuǎn)地區(qū)超聲檢測率，輔助專業(yè)醫(yī)生進(jìn)行乳腺癌精確初診，真正實現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療、便民醫(yī)療、惠民醫(yī)療。代表性成果：

①第六屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽--云南省金獎

②第十一屆“挑戰(zhàn)杯”云南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技節(jié)--云南省省賽