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WISEMED · RESEARCH 01

研究方向一超声/光声自主成像与多维度重构

01

机器人驱动的自主扫查与多维重构

围绕“超声成像质量不稳定、依赖医生经验强”的核心瓶颈，团队在国际上首次提出了以机器人驱动的规范化、自主化超声扫查与多维超声重构成像体系，通过自主/远程超声机器人系统，实现标准化、可重复的扫查过程，突破传统人工扫查角度不一致、质量波动大的问题，开发了全自主肌骨超声机器人、脊柱扫查机器人以及远程VR/手势遥操作系统，实现了人—机—环境协同控制下的精准扫查成像与多维影像重建。同时，团队从成像机理出发构建了多维超声重构理论与方法，针对噪声混叠、非线性扰动和组织边界模糊等问题，实现从二维原始B超到2.5维曲面宽景，以及三维体数据结构的稳定重建，实现了扫查与成像一体化，为后续智能分析提供高质量的输入数据。团队2022年发表于Neurocomputing的脊柱成像相关研究工作入选 ESI 高被引论文，体现了团队在机器人超声成像与医学影像智能重建方向的国际影响力。

机器人多维度超声成像技术
机器人多维度超声成像技术
三维超声结构重建
三维超声结构重建
2.5D超声宽景重构
2.5D超声宽景重构
02

光声成像与多模态医学感知

同时，团队面向光声成像与多模态医学感知需求，开展集激光激发、光束调控、声学探测、数据采集、图像重建与智能分析于一体的光声成像实验研究。研究以脉冲激光为激发源，通过光纤耦合和多角度光路设计实现目标区域精准照明，并利用超声探头接收组织吸收光能后产生的光声信号，结合高速采集与重建算法，实现血管、组织结构及仿体目标的高分辨率成像。

光声断层成像系统方案
光声断层成像系统方案
03

实验平台与仿体成像验证

基于光声断层成像系统方案，团队完成了光声成像与多模态医学感知实验平台搭建，并开展了系统集成与仿体成像验证。平台可实现稳定的光声激发、信号采集与图像重建，并结合机械臂完成探头定位和可重复扫查，为机器人辅助成像和多模态医学感知研究提供基础。实验结果表明，该平台能够有效获取不同仿体目标的光声信号，并在重建图像中较好呈现目标的位置、形态和结构特征，验证了系统在光声成像与结构感知方面的可行性。后续可进一步支撑光声图像增强、血管结构分析、多模态融合感知和机器人辅助穿刺路径规划等研究。

光声成像与多模态医学感知实验平台
光声成像与多模态医学感知实验平台