云南省高校高原醫學電子信息智能檢測處理重點實驗室創新成果

云南大學信息學院

云南省高校高原醫學電子信息智能檢測處理重點實驗室依托云南大學信息學院“信息與通信工程”“計算機科學與技術”一級學科博士點、“生物醫學工程”一級學科碩士點和“昆明市醫學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處理、超聲醫學工程、醫學圖像與遠程醫療及成果應用轉化研究。實驗室擁有一支總人數達20人，以中青年博士為主、多學科交叉融合的研究團隊。近年來實驗室承擔國家級項目18項，省級項目6項，科研經費共計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、電子學報、聲學學報等重要刊物發表SCI、EI檢索期刊論文110余篇；獲得美國、中國發明專利授權10余件；開發完成電子醫療儀器產品2項并分獲FDA（美國）及中國食藥監局注冊，上市銷售；獲得云南省自然科學獎二等獎2項，三等獎2項、云南省教學成果獎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”。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.電子與信息學報,vol.39(2), pp.316-321, 2017.02

④超聲脈動環頸動脈局域脈搏波速檢測性能評估.聲學學報,vol.44, no.6, pp.1045-1052, 2019.11

2 血液紅細胞聚集性的超聲無創分類檢測研究

使用超聲掃描診斷儀采集不同聚集度紅細胞懸浮液的射頻數據，提出基于超聲射頻回波信號統計特征的紅細胞聚集性機器學習的分類識別方法，開發人體血液紅細胞聚集性無創檢測設備，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品研發與產業化應用

與云南貝泰妮生物科技有限公司開展深度合作，研發輕醫美、低侵入、操作簡便的小型智能家用美容儀器，實現高端家用美容儀國產化，積極達成年產值億元以上的近期目標。進一步促進云南省醫藥大健康產業、制造業與互聯網行業的發展，實現更大的經濟和社會效益。代表性成果：

①家用智能美容儀系列產品開發：超聲導入、射頻緊致、微電流提拉、藍光舒緩、紅光抗皺等家用醫美產品系列

②美容儀系列核心技術發明專利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律，實驗結果表明，基于匹配追蹤算法的散射元間距可以準確反映不同消融時間下組織的變化特點，進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檢測提供更有效的監測手段。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合技術，獲取2000幀/秒的B超掃描，提出最優幀間距散斑跟蹤技術估計徑向血流速度分布。物理模型和動物活體實驗結果表明新方法能夠有效檢測血管壁附近的慢速血流，可應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.聲學學報, 2020.04

④總體經驗模態細分法提取血流超聲多普勒信號的研究.電子學報,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

傳統超聲設備體積龐大，偏遠山區使用受限，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備應運而生。在充分發揮超聲檢查無創、實時、便攜、價格低廉等優點的同時，結合5G通信和云計算技術，研究開發出人工智能計算機便攜式超聲乳腺癌輔助診斷系統。有效提升偏遠地區超聲檢測率，輔助專業醫生進行乳腺癌精確初診，真正實現遠程醫療、便民醫療、惠民醫療。代表性成果：

①第六屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽--云南省金獎

②第十一屆“挑戰杯”云南省大學生課外學術科技節--云南省省賽