击败曾在多届MICCAI挑战赛中获奖的常胜队伍——德国癌症研究中心，领先国内智能放疗领域的知名公司——连心医疗，提出的方法将发表在神经网络和图像计算领域的权威杂志Neurocomputing上的特刊上……
在近日闭幕的医学图像计算与计算机辅助介入领域国际顶级会议上，我校机械与电气工程学院梅昊陈、雷文辉、王璐和郭栋等四名研究生在该学院王国泰老师的指导下创造了亮眼的成绩。他们利用人工智能算法在该会议上的多个医学图像自动分割挑战赛中获得了佳绩。
△王国泰老师（左四）和研究生们（左一为雷文辉同学、左二为梅昊陈同学、左五为王璐同学、左六为郭栋同学）在MICCAI 2019上的合影
MICCAI会议创建于1998年，由早期的医学视觉与虚拟现实及机器人-CVRMed，医疗机器人与辅助诊断- MRCAS和计算生物医学可视化-VBC三大会议合并而成，目前已被公认为是医学图像计算、医疗机器人、人工智能、辅助介入、计算生物医学等领域顶级的国际会议，论文接受率为30%。
本届会议在深圳举办，吸引了全球2000多名研究人员的参与，并有腾讯、百度、英伟达、商汤、联影智能、依图、汇医慧影等国内外医疗人工智能方向的多家知名企业介绍相关的研究成果和招聘情况。
今年MICCAI举办的鼻咽癌图像中多种人体结构分割挑战赛（StructSeg），旨在利用人工智能算法实现放疗靶区和危及器官的自动勾画。放疗是鼻咽癌的首选治疗方法。精确地从CT图像的黑白灰图片中准确勾画出放疗靶区和正常器官，是确保放疗质量的关键步骤，这对于降低医生负担，提升放疗效率有重要意义。
该比赛吸引了来自全球多个顶尖研究机构和企业的30多支队伍参赛。经过激烈比拼，我校梅昊陈同学在该挑战赛的鼻咽癌靶区GTV自动勾画竞赛单元中获得了第二名，雷文辉同学在头颈部22种放疗危及器官（OAR）的自动勾画竞赛单元获得了第三名。
在内窥镜图像分割挑战赛（EndoVis）中，参赛者需要通过自动算法在内窥镜手术视频中分割出手术器械，这对于手术过程中智能分析、医生技能评价和培训有重要意义。该项比赛吸引了来自德国癌症研究中心、香港中文大学、中科院先进技术研究院的多支队伍参加。我校王璐和郭栋同学在手术器械的二值分割任务中的四项评价中指标取得3项第一、1项第二的优异成绩。
缘起：希望用人工智能技术造福患者这次大赛的指导老师机电学院王国泰博士，是学生物医学工程出身，兼修智能科学与技术。为什么跨界兼修？十年前，年轻的他就曾思考过这样一个有趣的问题：“医学图像是否可以和人工智能相结合呢？”这个灵感的石子，一旦投入了思维的湖水，就激起了层层涟漪。其后的十年时间，科技的发展已经证明了他当时的设想，目前基于人工智能的医学影像分析已经成为了一个热门的研究方向和产业趋势，正为越来越多的专业人士所关注。
王国泰老师做本科毕业设计时，王国泰选择了从未接触过的图像问题。他将人工智能的知识应用到图像分析上，出色地完成了任务，这带给他极大的成就感。当时他研究的是肝脏图像。当他真正接触到现实的医疗环境，并与医生面对面交流之后，他才意识到他所做的课题对于临床治疗的意义。经过深入交流，他发现原来医生做手术时需要从图像上去了解肝脏的形态和血管肿瘤的分布，但传统方法的精确度却远远达不到现实手术的要求。这就亟需科研工作者开发出精确度更高的人工智能算法辅助治疗，从而间接帮助患者获得更好的治疗效果。
从那以后，他开始关注图像分割的现实意义，注重把实践与理论结合起来，这种社会关怀一直延续到了他博士毕业之后。2018年，年轻的王国泰来到电子科大机械与电气工程学院任职，成立了智慧医疗团队，致力于研究图像大数据在智慧医疗上的应用。当时，这个方向并不是学院的主流学科，为了吸引学生关注和参与并增强学生的动手能力，他满怀科研的激情，不断鼓励他的学生多参加图像分割领域的各类学科竞赛。这一次的MICCAI大赛，正是他训练学生的一个平台。
引导：让学生很快找到方向感和成就感智慧医疗团队成立初期，摆在团队面前的最大困难是同学们对很多基础知识的缺乏。因为他们所做的课题不仅需要应用机电专业的自动化控制知识，还涉及到计算机、人工智能算法、医学图像等交叉领域的学科知识，而加入团队的同学们在编程和图像方面基础都比较弱。
王国泰老师及其团队接受校新闻中心采访为了引导和激发学生的热情，他思索的答案是：“通过科研训练，让学生有一些成就感，让他们更深入到这个领域去了解，也许就能激发他们对于科研的感觉。”他结合以往在研究中积累的编程经验，为学生做了教程，十分耐心地一步步引导学生找到方向，并在这个过程中获得成就感和自信心。
同时，他在团队内极力营造良好的学术氛围。一方面，他以身作则，每天都来得最早，走得最晚。另一方面，他安排了一个固定的每周组会报告，让同学们轮流分享最近看到的新文章和新思想。在他的带领和激励下，团队师生都非常积极，纷纷主动寻找相关资料，有效弥补了大家的知识空白。
此外，他还坚持每周给每个同学单独开会，比较深入地去了解他们的学习情况，并针对学生的遇到的困难，给学生提供一些引导和建议。一般预期一个同学谈20分钟，有的时候，他往往可能会谈到40分钟。
在这样细致入微的引领下，四位参赛同学都由入门时基础薄弱到现在开始有自己的成就，受益匪浅。梅昊陈同学深有感触地说：“王老师给了我们很多引导。我们原来是从零基础开始，但是他教给了我们很多创新成果和思路，让我们在很短的时间里取得了事半功倍的成绩和进步。”
出发：踏上科学研究的新征途出生于1989年的王国泰相信：“只有你对这个领域更熟悉，才可能把它作为自己的长期奋斗目标，相信它也会给你带来最终的突破。”提升了基础后，他开始带学生到医院参观，为学生搭建和医生交流沟通的平台。
这样，学生了解到了所作课题的医学背景和医学需求，明白了如何把理论和临床紧密对接，极大地弥补了同学们对理论的实践意义的认知空白。王国泰说：“我希望同学们能明白我们做的这个比赛不单纯是一种竞争，它做出来是有很重要的现实意义的，同学们需要知道数字背后的故事和意义。”
在准备比赛的过程中，四位同学曾遇到难题，连续几周停滞不前。正在一筹莫展之际，王国泰敏锐地察觉到学生的沮丧情绪。他开导学生说：“科研不是你有一个想法，然后一直照着去做就可以的。科研是一个迭代的过程，你可能实现一个想法之后发现结果不好，然后需要不断更新想法，不断尝试和反思，最后才能得到满意的结果。”
同时，他也努力想办法启发学生的创新思维。为了给学生寻找一个充满科学活力与激情的环境，他一方面推荐学生去到国内人工智能算法领域比较领先的企业交流，另一方面极力鼓励学生去参加国际会议，和来自世界各地的学者、学生们积极探讨，碰撞思维的火花。这样的努力果然取得了良好的效果，交流归来之后，这四位同学非常兴奋地找王国泰讨论他们新想到的多个科研点子。
科研的种子终于冲破了坚磐，开始萌发出朝气蓬勃的希望。直到他们最终在2019年的MICCAI会议上斩获佳绩。这是他们科研路上的一次肯定与激励。但是，在王国泰和梅昊陈、雷文辉、王璐和郭栋等团队师生看来，“这只是我们科研长征路上的一道风景，更加精彩的研究征途，才刚刚开始！”
文：校新闻中心 罗莎 学生记者团 李韵
图：机电学院