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【专访】谢胜利:潜心科研四十余载 为国为民初心不改

来源:南粤商讯2023年9月13日专访报道

国际首款具有心肺音分离功能的智能听诊器、基于国产芯片且拥有AI自主判图等功能的智能预警心电检测仪、结合人工智能技术让中医白氏皮针疗法信息化且得到普及传承的疼痛治疗仪……在广东工业大学智能信息处理研究所,由研究所所长、国家杰青、俄罗斯工程院外籍院士谢胜利教授带领的科研团队,多年来在智能信息处理等领域孜孜不倦地深耕探索,在行业内取得卓越成就,多项科研成果更是填补了国内乃至国际相关领域的空白,成为当之无愧的“领头羊”。近日,谢胜利院士从国内众多科学家中脱颖而出,顺利入选中国工程院“2023年院士增选有效候选人”,再次彰显其在专业领域的过硬实力。

作为团队的带头人,谢胜利院士凭借精湛的学术造诣,以及科技报国、科技为民的初心,潜心科研四十余载,带领团队从理论到技术到成果转化,将盲信号处理等理论成果广泛应用到智慧医疗、材料检测、北斗卫星导航等层面,斩获国内国际多项殊荣。2009年,谢胜利院士作为盲信号分离与辨识理论及应用第一完成人,荣获国务院颁发的国家自然科学奖二等奖;2016年,谢胜利院士作为稀疏信号盲源分离的关键理论与新方法第一完成人,荣获教育部自然科学奖一等奖;2022年,谢胜利院士先后获得中国发明专利银奖、何梁何利科技进步奖,以及6项广东省科学技术一等奖。至今,谢胜利教授已指导博士和硕士研究生200多名,发表高水平论文300余篇,出版专著4部,授权国家发明专利近100项,牵头或参与制定了多项国家标准。


以科技守护百姓健康,造福千家万户

“盲信号处理在现实社会中得到大量应用,这也意味着在这一领域取得实质性突破,无论是对国家、对人民,都有着重要的实际意义。但盲信号处理的可分性理论,当时在国际上一直没有得到解决。”谢胜利院士介绍道,为此,团队花了大量时间精力反复进行论证,一次又一次的失败并没有击退团队的热情与信心,反而让大家在敢想敢试中愈战愈勇,从更多角度、更多方向去锲而不舍地探索科学理论。

功夫不负有心人。经过长时间的反复试验,谢胜利院士以大量真实、客观的数据结果为依据,最终建立起轰动业界的“方差比理论”,为盲信号处理的可分性理论奠定坚实基础,该理论被国际同行称为“Xie-定理”,在正式提出后被广泛应用于不同工程领域中,也获得国内国际多个权威奖项的高度认可。有了这一经过反复推敲得出来的科学理论,谢胜利院士及其团队便开始思考如何将理论与技术应用到实际生活中的各类场景。“当时我们最开始想到的,是希望能将技术应用到与民生息息相关的领域,所以才选择了从医疗层面来进行更深入的研究。”谢胜利院士说。

从2012年开始,十年如一日地在智慧医疗领域的钻研,也让谢胜利院士及其团队将许多“不可能”变为“可能”:在国外对我国实施制裁且国产芯片性能不足的情况下,利用团队自有的智能信息处理理论和电路设计技术,结合当前先进的AI手段,研发出多功能智能预警心电检测仪,该产品不仅具备了以前国外高端芯片仪器的性能,而且发展了多项以前达不到的新性能指标;此外,基于谢院士自有的盲信号处理技术,研发出国际首款具有心肺音分离功能的智能听诊器,打破传统听诊器200多年的听诊模式……

今年八一建军节前夕,谢胜利院士带领科研团队一行前往武警某部红一连,携多功能智能预警心电检测仪慰问部队,并正式向部队捐赠了该产品及相应的配套设备。交谈中,该部队少校医生对检测仪具备医疗级别的智能预警功能和简便的操作给予高度认可。近日,谢胜利院士率团队前往广州老年大学,向学校捐赠多功能智能预警心电检测仪,为广大老年朋友的身心健康保驾护航。广州市政协原主席、市老年干部大学校长刘悦伦热情接待了谢胜利院士一行,并对检测仪性能上的智能化、以及技术上的国产化表示了高度赞赏。

智能预警心电检测仪,具体“智”在何处?“一般情况下,老百姓是没有足够的知识储备去读懂心电图的,需要专业的医生才能作出权威判断。基于这种现实情况,我们收集了大量临床医生的判图经验,研发了AI自主判图算法,让医生的高端经验转化为能‘装’进机器的知识,走进千家万户,服务百姓健康。”谢胜利院士向记者解答道。

据悉,该款智能预警心电检测仪是谢胜利院士带领团队,面对欧美“芯片断供”法案严重遏制我国高端心电检测仪发展的严峻压力,利用人工智能技术研制出的成果。该创新产品经国家计量测试中心检测,达到基于欧美芯片的技术指标,实现了高端医疗产品的国产芯片完全替代,并且增添了多项新功能。

同样以“让优质医疗资源普及千家万户”为发明初衷的,还有由谢胜利院士团队完全独立研发的智能听诊器。该款智能听诊器借助盲信号处理技术,可以滤除噪声并分离出心音和肺音。同时,团队也是花大量时间汇集海量医生临床经验,建立知识库,让老百姓在使用时可根据人工智能技术所建立的知识库给出的听诊报告,判断是否需要进一步就诊,实现真正的数字化、智能化。

谈及智能听诊器的研发过程,谢胜利院士还向记者讲述了其中一段故事。“团队正式开始攻克智能听诊器的技术难题,恰巧是在新冠疫情刚刚暴发之时,这虽然让研发的过程多了重重阻碍,但也更加坚定了我们要让这款智能听诊器问世,在实际生活中真正发挥作用的决心。”

受疫情影响,学校进出、人员流动均受限,作为团队骨干成员的广东工业大学智能信息处理研究所副所长谢侃,一次又一次从学校借出实验所需的仪器,在学校附近的城中村租房子,将实验室“搬”到城中村,就是在这样极其有限的条件下,团队还是夜以继日地埋头苦干,最终用了将近两个月的时间,成功研发出智能听诊器,在春节前排除临床试验受阻、工厂休假停产等困难,赶制出首批一百多台智能听诊器火速送往湖北一线医院,在抗“疫”一线发挥了重要作用。

除了智能预警心电检测仪、智能听诊器这两款在实际应用中广受好评的科研产品,白氏疼痛治疗仪也是谢胜利院士团队医工结合的一项重要创新科研成果。团队通过与广东省人民医院白文芳医师进行深度合作,将中医世家经过二十多年摸索总结出的中医白氏疼痛疗法,通过反复的研究与实验,成功研制出疼痛治疗仪,以智能技术助白氏皮针疗法更好地普及推广,为更多疼痛患者带来福音。

“如何能通过仪器模仿白氏皮针疗法的手法,并且还要达到同等效果,这是我们在研发初期一直在思考的问题。”据谢胜利院士介绍,为攻破这一技术难关,团队集中精力进行反复试验,最终让治疗仪能实现以可调脉冲微弱电信号模拟白氏皮针的刺激强度;同时,治疗仪系统也将白文芳医师多年来的诊疗经验,运用人工智能技术进一步优化建立成数据知识库,便于白氏皮针疗法的推广与传承;最后,在治疗效果的评估方面,也将以前的“医患问答式”转化为“数据对比式”。治疗仪能通过患者诊疗前后肌电信号、脑电信号的变化,用数据来客观判断疗效,发挥科技的力量,让医疗更智能便捷、更安全可靠。


以科技推动企业创新,参与国际竞争

“高校的科研工作者,应当为企业提供强有力的科技支撑,推动企业创新发展,帮助企业提升参与国际竞争的实力,进而推动产业及经济的发展。”在采访中,谢胜利院士多次表达了这一观点。

事实上,这也是谢胜利院士多年来所努力的方向之一:充分运用团队的科研力量,结合企业实际需求,以科技助力中国企业提升自主创新能力。

深圳市理邦精密仪器股份有限公司是一家致力于为医疗机构提供贴近临床需求的优质产品和解决方案的企业,涵盖病人监护、心电诊断、超声影像、智慧医疗等业务板块。谢胜利院士团队联合该公司,研发复杂心电信号盲检测技术,创新研制了18导联心电图机、多参数监护仪和胎监仪等,其产学合作成果“基于盲信号处理的心电信号检测关键技术及其在医疗器械中的应用”于2017年获得广东省科学技术发明一等奖和2021年中国发明专利银奖。

“理邦的心电检测仪在国内知名度是很高的,但其中采集和处理的芯片都需要依靠国外进口,在面对国外制裁的压力下,这在一定程度上限制了企业的发展。”据谢胜利院士介绍,在经过与企业深入交流,了解到企业的迫切需求后,团队通过自有的智能信息处理技术形成软件“加持”,再加上人工智能的方法,让国产仪器能与使用国外芯片的仪器达到同等性能,甚至新增了“微弱病理特征提取”“自动判图”等更丰富的功能,该产品将在国际市场上更受欢迎的同时,也会带来实实在在的经济效益。

和理邦一样,受益于谢胜利院士团队强大的技术支持的,还有泰斗微电子科技有限公司。作为该企业的首席科学家,谢胜利院士携团队围绕北斗卫星信号处理及其应用等领域,为企业的发展壮大注入坚实的科技力量。在团队的助力下,该企业创造了多项国内“第一”,包括成功研制出第一款商用导航芯片、第一款通过国际认证的车规级导航芯片、第一款单芯片的授时芯片,产生了显著的经济效益及社会效应。

此外,在复合材料微缺陷检测领域,谢胜利院士建立起基于盲信号分离的光学层析透视检测新的信息处理理论,同样具有变革性意义,解决了专业领域原先存在的诸多技术难题,大大提升了检测精度,在帮助业内相关企业有效摆脱国外的打压与制裁方面发挥了重要作用。

科技兴则民族兴,科技强则国家强。从意气风发的少年,到两鬓斑白的老者,谢胜利院士以敢为人先的创新精神,以精益求精的科研态度,在科技前沿领域攻坚克难、勇攀高峰,将科研成果融入国家战略、产业布局、经济发展,融入百姓健康中,真正做到科技报国、科技为民。

用谢胜利院士的话来说,无论是多功能智能预警心电检测仪,还是智能听诊器等智慧医疗领域的科研成果,都是为了破解医疗资源不平衡的问题,便于优质医疗资源的下沉,让老百姓都能平等地享受医疗资源,这也是对健康中国战略的积极响应。而将技术应用到材料检测、北斗芯片等领域,则是希望通过释放科技动能,为企业、为产业发展提供力所能及的技术支持,让企业不仅能在国际市场上摆脱技术层面所受到的种种限制,更能引领技术的迭代更新,从而赢得更多主动权。

从将盲信号处理理论成果更深度应用到智慧医疗领域,进而推动全新的产业发展的角度,广东工业大学智能信息处理研究所副所长谢侃博士生导师向记者展望了团队下一步的发展方向:“正如谢胜利院士所介绍的,我们团队通过结合最新技术,让包括智能听诊器等在内的仪器小型化、便捷化、智能化、低成本化,也让医生的专业知识在技术支持下能复制推广,让机器代替数量有限的专业医护人员,到最有需要的地方去最大程度地发挥作用,这是我们团队发展追求的维度之一,除此之外,我们也追求从高度上、技术上引领国际方向,以及追求产品的国产化。下一步,我们计划针对不同场景,推出国产芯片具体医疗解决方案,让更多专业人士有机会加入进来,推动行业涌现更多优秀企业,不断激发产业创新能力。”

记者:张光建 张顺鹏