理大人工智能及医工结合科研成果引领新世代医疗发展
2025年4月28日
香港理工大学(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,促进精准医疗丶预防医学及基层医疗的发展,提升香港及大湾区的医疗服务质素及效率,并助力香港建设成为国际医疗创新枢纽。
理大拥有多个与医疗及健康领域相关的科研基建,当中包括理大高等研究院辖下七所研究院及研究中心丶19所大学研究院及研究中心,以及四所中心实验室,通过凝聚工程学丶医学和公共卫生领域的专业知识和科研力量,开发创新解决方案。最近成立的理大人工智能高等研究院则促进人工智能在药物研发丶精神健康丶医学影像丶放射治疗丶中医药丶生物医学工程及细胞免疫治疗等领域的深度融合。理大亦在全球延揽优秀研究学者加盟,领导多个结合医学与人工智能丶工程学及数据科学的跨学科研究项目,引领新世代医疗科技发展。
理大在争取医学及健康领域研究资助方面亦表现突出。在香港研究资助局(研资局)去年底公布的2024/25年度资助项目中,理大共有14个项目获「协作研究金」拨款支持,项目数量及资助额均为全港之冠;在 2023/24 年度,理大获研资局拨款资助的总金额在本地院校中排名第二。过去五年,理大多项健康和医学领域研究亦获得研资局拨款。2018年至2022年间,理大从特区政府医疗衞生研究基金获得的平均拨款於全港院校排名第三。
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独特优势,致力推动医疗科技创新和知识转移。凭藉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。」
理大今天展示四个优秀科研项目,当中包括:
人工智能肺部放射治疗辅助系统 以精准医疗提升治疗效果
肺癌是香港及全球头号癌症杀手,而放射治疗是治愈癌症最主要方法之一。理大医疗科技及资讯学系系主任兼教授蔡璟教授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,毋需造影剂便可生成肺部通气及灌注功能影像,分辨肺部不同区域的功能,并透过「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,避开肺部高功能区域,以降低对患者肺部的放射损伤,提升患者术後生活质量。团队亦收集了逾百名肺癌患者的电脑扫描影像来训练人工智能模型,并采用尖端的影像处理算法,确保结果的精准度和一致性。系统的操作介面方便易用丶後端性能强大,可与医院采用的主流放射治疗系统相容,团队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於其他部位如肝脏丶脑部癌症的「功能引导」放射治疗。此创新项目於第五十届日内瓦国际发明展荣获银奬。
蔡璟教授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,毋需造影剂便可生成肺部通气及灌注功能影像,以设计个人化最佳放射治疗计划,避开肺部高功能区域,降低对患者肺部的放射损伤。 |
AI赋能眼科 非侵入性血管造影技术突破传统诊断瓶颈
糖尿病视网膜病变是全球致盲的主要原因之一,传统诊断依赖侵入性且昂贵的萤光血管造影检查,不仅为患者带来不适,也限制了基层医疗机构的筛查能力。理大武汉科技创新研究院院长丶梁显利长者健康视觉教授丶眼科视光学院科研眼科讲座教授丶视觉科学研究中心主任丶杰出创科学人教授何明光教授带领团队,创新地将生成式人工智能技术应用於眼科诊断领域。技术实现三大革命性突破:首先,仅需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,完全避免传统造影剂注射的风险;其次,智能诊断系统可自动识别微动脉瘤丶出血点等早期病变特徵,诊断灵敏度达96.2%,特异性91.8%;第三,创新地整合超广角成像技术,将检测范围扩大300%。技术目前已获五项国际专利,现正於大湾区顶尖医疗机构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。这项突破性研究在第五十届日内瓦国际发明展荣获「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」。
何明光教授及其团队将生成式人工智能技术应用於眼科诊断领域,仅需普通眼底照片即可数秒内生成高精度血管造影影像和动态视频,更自动识别微动脉瘤丶出血点等早期病变特徵,以及整合超广角成像技术,将检测范围扩大。 |
踝关节复康机械人 助中风患者居家复康
中风是老龄化社会的主要健康挑战,特别是行动不便和长期卧床患者,需要接受长期及反覆复康训练,以防止关节挛缩变形及肌肉过度萎缩。理大南京技术创新研究院院长丶智能机械人研究联盟主任丶机械工程学系智能机器人与自动化讲座教授张丹教授及其团队研发出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,帮助踝关节活动受限患者的居家复康训练,以及脑偏瘫和中风患者的术後踝关节功能复康。机械人糅合「具身智能」及「全向运动」设计,可针对不同患者各阶段的复康需要,通过感测器追踪并调整踝关节位置进行复康训练,以及根据不同的复康场景,模拟足踝关节背屈/蹠屈丶内翻/外翻,以及内旋/外旋等自然动作。机械人更可通过肌电图讯号收集肌肉活动数据,实时监测及调整速度和力度,以调整训练强度和训练模式。团队正与上海华山医院合作进行临床测试,未来将结合人工智能技术,为患者提供个人化训练。技术亦有望扩展至肩关节或手部等不同部位的复康训练。
张丹教授及其团队研发出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,帮助踝关节活动受限患者的居家复康训练,以及脑偏瘫和中风患者的术後踝关节功能复康。 |
超微细高敏度光纤传感器 提升人工耳蜗植入手术精准度
世界卫生组织发布的《世界听力报告》指出,听力受损问题影响全球逾15亿人。由於人工耳蜗植入手术难度高,过去45年间全球仅完成了150万宗。理大电机及电子工程学系光电子讲座教授丶光子技术研究院副院长谭华耀教授及其团队克服传统玻璃光纤刚性过大的技术瓶颈,成功研发出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。由於人工耳蜗须以毫米级精度植入耳蜗鼓阶腔室,手术过程中,集成化的光纤传感器能为外科医生提供实时导航定位,并监测植入的接触力度。传感器经优化後,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,目前研发团队正与知名植入式听力解决方案公司Cochlear Limited丶墨尔本大学及皇家维多利亚眼科及耳科医院合作,推动项目的临床测试及商品化。未来,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,进一步提高手术的效率丶安全性和精准度。此创新发明於第五十届日内瓦国际发明展夺得「泰国最佳国际发明奬与创新奖」及「评审团嘉许金奬」。
谭华耀教授及其团队研发出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。由参与研究的崔静娴博士(见图)介绍成果。 |
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