中佛罗里达大学医学院副教授劳拉·布拉塔因(Laura Brattain)正为学生提供学习机会,探索如何利用机器人技术、医学超声和人工智能帮助医生与患者提升诊疗水平。
计算机科学专业本科生朱莉娅·莫拉斯(Julia Moras)亲身体验过癫痫症的困扰。如今,通过这项新兴的跨学科教育与研究计划,她正基于本科荣誉论文研究人工智能如何帮助病友更精准预测癫痫发作。"我作为这种疾病的接受治疗者,"莫拉斯表示,"我希望成为改善所有癫痫患者护理的一员。"
莫拉斯参与的项目由生物医学工程师劳拉·布拉塔因博士创立,她将人工智能、医学超声与手术机器人技术整合,开发提升患者护理的医疗创新方案。作为中佛罗里达大学医学院副教授及该校新成立的人工智能研究所成员,布拉塔因博士同时在工程与计算机科学学院担任兼职教职。她新近重启了"医学机器人导论"课程,该课程隶属于新设立的机器人与自主系统硕士项目,同时拓展了研究机会。
在近期演示活动中,布拉塔因博士及其学生团队——包括本科生、硕士生与博士候选人——展示了人工智能与医疗机器人在患者护理中的应用前景。"随着人工智能与硬件加速技术的进步,医疗机器人将成为医疗创新的下一个前沿领域,"布拉塔因博士指出,"我希望学生不仅掌握机器人与人工智能如何变革医学的知识,更能激发创造力与使命感——视自己为未来创新者,通过弥合工程与医疗的鸿沟来改善患者预后。"
技术应用前景
在新课程中,学生利用人工智能编程微型医疗机器人识别医学图像中的解剖结构。例如,机器人探针能区分人体软组织与骨骼。当探针进入不同组织时,操作者可感知软组织的柔韧与骨骼的坚硬。布拉塔因博士解释,此类机器人可为偏远地区提供急需的医疗服务,外科医生即使相隔数英里乃至国家,也能远程操控机器人实施手术。
计算工程研究生M·伊夫特·侯赛因(M Iffat Hossain)表示,布拉塔因博士的课程让他认识到工程师与医生协作的新路径。在另一实验室,学生团队展示了超声技术的创新应用:他们编程的便携式手持超声设备可替代医院大型设备提供医学影像。
其中一名学生使用无线超声探头结合人工智能追踪手臂正中神经。布拉塔因博士指出,腕管综合征患者常需手术或神经阻滞注射来缓解疼痛,而人工智能驱动的超声技术能提升此类操作效果并扩大医疗可及性。其研究团队还在探索利用人工智能与超声技术实现更精准的乳腺癌诊断,减少患者侵入性检查。目前部分疑似肿瘤患者需接受手术活检——即切除肿瘤组织进行检测。若人工智能与超声成像能更好区分良性与恶性肿瘤,将大幅减少手术活检需求;若技术能提供更低成本、低侵入性的乳腺癌进展监测方案,还可降低对乳腺X光与磁共振成像的依赖。"若我们能安全地将手术活检减少20%,这将显著改善包括年轻女性在内的众多患者生活质量,"布拉塔因博士强调。
学生创新动力
参与乳腺癌人工智能研究的计算机工程博士生法尔汉·富阿德·阿比尔(Farhan Fuad Abir)坦言:"能用我的技能为母亲这样的乳腺癌幸存者创造技术,这种力量感无比强大。"
工程与计算机科学学生表示,医学机器人课程不仅启发他们用新方式应用专业技能,更拓展了工程、计算机与医疗交叉领域的职业机遇。曾于迈阿密养老院担任护士的达里尔·多克特(Daryl Docteur)受医疗创新技术启发重返校园,现攻读计算机科学硕士学位。"我想成为解决方案的一部分,"他说,"我要创造造福人类的技术。"
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