实验室的主要研究方向和课题选择
1、 智能医学影像
（1）3D打印手术规划模型 基于患者影像学（CT、MRI）检查数据，采用人工智能技术进行数字模型重建，并利用3D打印技术打印出个性化手术规划模型，从而精确展现患病部位组织结构、病变位置、大小等，以便让医生更准确的判断病情，并及时提出最优化的手术方案。主要应用于：心血管外科、神经外科、肿瘤、肝胆外科……等重大复杂病例的术前辅助诊断和手术治疗方案的制定。
（2）基于增强现实的手术导航技术 通过将术前的病人3D组织模型与内窥镜获取的术中实时2D手术画面相融合，以增强现实的方式给医生提供视觉导航信息，引导医生找到手术病灶，避免对周围组织的损伤，为临床医生提供可以实时交互地手术导航和培训系统。
（3）三维骨盆参数自动化测量系统 应用全骨盆CT断层扫描图像及人工智能技术,基于图像分割理论和先验知识,三维重建出包含髂血管、肿瘤的全骨盆模型;通过逆向工程技术,准确地进行各项数据的术前测量,精确反应出骨盆、肿瘤及髂血管大小及其相互位置,界定肿瘤切除范围。
（4）预测阿尔茨海默病 通过使用美国开发的含800多例病人和正常人大脑磁共振图像的ANDI数据库，对脑部进行全脑分割，并通过机器学习的方法来得到与阿尔茨海默病的关联概率分布图，从而可以找出与老年痴呆症最相关的区域，并对该区域进行深度神经网络学习，预测未来患上阿尔茨海默病的概率，提供预警诊断。
（5）胃癌病理智能快速辅助诊断平台 利用5000例病人的几万张病理切片的大规模数据进行交叉验证，融合包括深度学习在内的多种机器学习技术，充分挖掘GPU的并行计算能力，结合负载均衡技术，提高胃癌病理诊断的高效性、准确性和鲁棒性。
该研究方向先后获得2项国家自然科学基金资助和福建省科技重大专项资助。发表SCI/EI在内的学术论文60余篇，英文著书章节一部，授权发明专利8项，获计算机软件著作权3项；培养博士生4名，硕士生30余名。建立包含5000例以上的胃癌数字病理切片图像数据库，建立一套基于人工智能指导的胃癌精准诊断以及临床治疗的体系，为转化临床提供可靠分子病理诊断依据；该研究方向最终可以实现涵盖30家以上省、市、县医疗机构的人工智能病理网络，推广人工智能病理指导的胃癌精准诊疗，利用智能快速诊断平台完成胃癌病例辅助诊断3000例以上，指导临床治疗1500例，帮助培训基层医生及技术人员500人次以上。
2 生物医学检测
（1）基因芯片检测仪 采用压缩感知小波滤波及局部自适应阈值分割等图像分析处理技术和神经动力学、深度神经网络等机器学习算法，实现对基因芯片荧光图像滤波和探针信号的提取。将基因芯片检测技术应用于精准医疗领域，为疾病的诊断、治疗和防治提供技术支撑。
（2）快速免疫定量检测设备 免疫层析法是POCT（Point of Care Test）发展方向之一。它采用胶体金、乳胶和荧光标记结合色谱薄层层析技术，通过光电转换原理，形成的快速检测方法。该方法可检测不同的样本（全血、血清、血浆、尿液、粪便、唾液等），适用于肠炎、早早孕、心梗、幽门螺旋杆菌、肺炎性病原菌等几十种项目检测。
（3）智能心电监护系统 采用微型可携式+多导联的心电采集方案，是国内第一款微型可携式多导联产品。心电+采集器重25克(轻)，设备尺寸为50x30x15mm(薄)，一次充电可连续工作48小时(低功耗)。设备支持动态监测和云端的智能疾病诊断。整个系统申请了美国专利，达到了国际领先水平。
（4）睡眠呼吸综合征监测及辅助调节 采用光电容积脉搏波、语音等信号处理和睡眠体位调节等技术，实现睡眠呼吸障碍实时监测和辅助调节系统。采用低频调制中频电疗法，利用载波为中频电流其穿透力强的特点将调制波送入人体，以实现深度治疗的作用。
（5）足底压力检测 通过足底压力测量装置测量人体运动或静止状态时足部压力的力学、几何学和时间参数等特性，分析不同状态时的足压参数来显示足部的动力性特征和运动性特征。可用于判断足部手术效果、康复治疗的疗效和评定康复训练中负荷标准是否合适等。
（6）糖尿病视网膜黄斑病变光学成像仪 研发低成本高性能的光学成像诊断系统，集成彩色眼底成像和光学相干层析成像于一体。为我国数千万的糖尿病视网膜黄斑病变（DR）患者提供更低廉、更精准的视网膜眼底检测。
该研究方向先后获得科技支撑计划、科技部国际科技合作项目、国家自然科学基金等多个国家级项目资助，获福建省科技重大专项资助。发表SCI/EI在内的学术论文一百二十余篇，授权发明专利9项，国际专利合作条约PCT一项，获计算机软件著作权2项，集成电路布图设计权1项；获得福建省科技进步二等奖2项，国家发明专利优秀奖1项，医疗器械注册证4项；培养博士生4名，硕士生三十余名。该研究特别适合广大基层医院在大范围人群中开展出生缺陷的筛查，产品惠及8万多名产筛用户，经济效益超千万元。
3 智能康复设备
（1）基于脑电信号的功能性电刺激技术 利用脑机接口（BCI）技术设计患者主动运动意图驱动的主动康复系统，增强康复效果。在功能性电刺激治疗过程中，融入患者意图进行主动训练，可以促进大脑功能的重组，对患者运动功能的恢复有着激发和强化作用。准确检测患者运动意图是确保患者积极参与运动训练过程从而诱发神经可塑性的基础。本方向基于深度神经网络以及grad-cam 特征可视化技术选择通道，研究意图解码率更高、鲁棒性能更好的脑机接口-功能性电刺激系统，并用于临床研究。
（2）基于表面肌电信号的可穿戴外骨骼机械臂 结合表面肌电信号采集分析、神经肌电刺激（NMES）功能和电机驱动的机器人功能，达到辅助脑卒中患者上肢（手腕+手肘）功能恢复的目的。可以通过训练，同时改善脑卒中患者的肌肉力量和运动精准度，从而加快康复的进程。
（3）足下垂功能性电刺激仪 通过足下垂功能性电刺激仪板载的角速度采集模块获取患者的实时步态信息，并通过基于自适应阈值的启停控制算法确定足下垂功能性电刺激仪开启和关闭的关键时刻，使电刺激输出双极性脉冲诱发胫骨前肌收缩，从而改善足下垂。也可以利用BP网络离线建立角速度信号和肌电信号的数学模型，根据实时步态角速度预测肌电信号进行功能性电刺激输出强度的实时调制，实现具有自适应性的功能性电刺激输出，使患者的步态可以最大程度的接近健康人的步态。
（4）自闭症电刺激仪 基于中医针刺长强穴可以有效治疗自闭症的方法，设计了一种基于实时眼电信号的自闭症电刺激治疗仪，采集患者的眼电信号并通过视觉刺激系统引起患者的注意力，在其有意识的时刻进行电刺激治疗，大大提高了治疗效率，能够在家进行治疗训练，降低了医院医生和家属的负担。
（5）多通道盆底低频神经肌肉刺激仪 通过置入受测试者阴道内的压力探头收集受测试者盆底肌肉施加在探头上的压力信号，可以进行神经肌肉刺激和生物反馈，治疗方案多达255种。
（6）穿戴式步态分析系统 步态分析利用生物力学的概念，以人体解剖学以及生理学知识为基础，将生物力学及解剖学相结合。本方向基于表面肌电、运动学和动力学信号，开展多信息融合步态分析和运动功能评估研究，并开发穿戴式设备。
（7）颈椎康复系统 基于医学训练疗法(Medical training therapy，MTT)的颈椎康复训练系统可以为患者提供关节活动度和颈部力量的定量评估和反馈训练，还具备用户管理系统，便于治疗师、患者查看康复进展并及时调整治疗方案。
（8）等速肌力训练系统 该设备可完成等速、等长、等张、被动模式肌力训练，维持患肢关节活动度、防止关节挛缩，并具有综合评估功能。
（9）科学运动平台 将教学课程与运动器械深度结合，针对个体特点，提供建议性的运动处方，使每一个人在运动平台上都能选择到适合自己的项目，科学运动，主动健康，延缓衰老。
（10）足弓训练与评估系统 通过摄像头把采集的足印实时显示到电脑上，并通过图像处理技术，进行足弓功能评估和生物反馈训练。
（11）机器人按摩康复系统 通过分解按摩手法的力学行为进行特征提取，基于现代机械设计理论和方法开发新型按摩头，结合智能机器人技术、现代测试技术和信息技术等构建机器人按摩康复系统，应用于康复按摩领域，有助于缓解按摩师繁重的体力劳动压力。
（12）矫形鞋垫3D打印技术 通过足部信息采集并重建患者足部构型，基于足部疾病特征分析鞋垫矫形处方，基于多学科交叉融合设计出恰当的矫形鞋垫，并进行矫形效果评估。
该研究方向获得两项国家基金、一项科技部国际合作项目的资助，发表SCI/EI在内的学术论文三十多篇，授权发明专利5项；培养博士生3名，硕士生15名。获福建省科技进步一等奖。“膝关节炎治疗带”获得医疗器械注册证（闽食药管械（准）字2014第2260002号）。相关研究产品在福建祥兴电子科技有限公司产业化。
4 海洋活性物质的健康医药技术研究
本方向立足于福建省海洋资源与特色天然植物资源，承接国家海洋局重大科研项目、省重大专项，对我省海洋资源中的有效成分实现有效成分的分离纯化和化学修饰，并进行药物构效关系研究和药效评价。同时，重视理论与实践相结合，与多家大型企业建立产学研合作关系，开展了实验室规模研究—中试放大效应研究－产业化关键技术研究一系列工作。在福建宏东渔业有限公司、福州佳宁化妆品有限公司、福建东亮生物科技有限公司、福建海神生物技术有限公司、福建省龙华药业有限公司等企业实现了成果转化。
（1）药源生物活性物质产业化应用关键技术研究和示范
本方向围绕海洋药源生物资源可持续利用产业发展需求，开展8项海洋生物药源活性物质产业化关键工程技术开发与应用研究，开发出10-14项产业化前景显著的高技术产品，建立相关产品标准，提供可实施转化的中试技术成果；培育海洋生物资源开发利用中试工程化研发实验室；培养科技兴海创新研发人才。
该项目在海洋蛋白质类药源活性物质、海洋多糖类药源活性物质，以及天然化合物海洋药源活性物质等方面，取得了多项技术成果，获得了国家海洋局重大专项、科技部重点专项、国家自然科学基金等项目支持，以及多项横向资金支持，部分技术已应用于天然植物药材的纯化与分离，获得了福建省科技进步二等奖1项，福建省技术发明三等奖1项，发明专利授权5项，发表SCI论文4篇，培养博士2名、硕士15人。
（2）海洋生物资源高值化利用技术研究
利用福建省海带、鱼鳞、海蜇等海产品为原料，采用创新技术规模化提取系列活性物质，制备高分子和小分子胶原蛋白，为研制新型海洋医药产品、保健品和化妆品提供技术支撑，实现系列终端产品的规模化生产，拟建成胶原蛋白规模化生产线和生物创伤敷料生产线。
采用集成创新技术和综合利用技术，制备系列高附加值的蛋白质产品；克服传统制备方法的缺陷，开发具有特定功能的多糖产品，提高制品的纯度、活性与安全性；采用多元前沿分离纯化技术集成，攻克高纯度海洋药源活性物质清洁生产关键工程化技术，形成具有自主知识产权的海洋药源活性物质高纯单体制备技术，通过构效关系的研究，确认具有特定药效的先导化合物等方面取得了突破性的成果。
该研究已获国家海洋局、福建省重大专项等项目支持，获得了福建省科技进步三等奖1项，授权发明专利8项，发表SCI论文8篇，培养博士2名、硕士18人。本项研究按照国家食品药品监督管理局对III类医疗器械产品的要求，与相关企业合作，组织胶原蛋白-壳聚糖复合创伤敷料、口腔手术隔离膜、腹腔手术垫料等的型式检验、GMP生产质量管理体系建设和临床试验，取得III类医疗器械产品证书，并进一步组织产业化生产和销售。
