ISICDM 2020:中外院士齊聚、五大主題論壇,疫情難擋這場理工醫跨學科學術盛宴

12月5日-8日,第四屆圖像計算與數字醫學國際研討會(ISICDM 2020),將正式在遼寧省瀋陽市的東北大學國際學術交流中心舉辦。

本次研討會由國際數字醫學會主辦,東北大學和中國醫科大學聯合承辦。中國工程院院士、清華大學教授董家鴻為大會名譽主席,中國工程院院士東北大學唐立新教授、中國醫科大學王振寧教授、芝加哥大學潘曉川教授為大會主席,東北大學楊金柱教授、中國醫科大學腫瘤醫院(遼寧省腫瘤醫院)羅婭紅教授、北京郵電大學楊輝華教授為程序主席。

雷鋒網&醫健AI掘金志,將第四次應ISICDM發起人、今年當選IEEE Fellow的李純明教授邀請,成為大會首席媒體,全程參與ISICDM的報道。

電子科技大學教授李純明教授

自創辦以來,圖像計算與數字醫學國際研討會一直是醫工交叉的前沿陣地,圍繞圖像計算和數字醫學中的一些重要的理論、算法與應用問題進行學術討論,旨在促進電子信息(包括計算機、自動化與生物醫學工程)、數學和醫學等領域學者的交流與合作。

自2017年創立以來,ISICDM共邀請到400餘位大會報告及專題報告嘉賓,其中包括中、美、英、加等多個國家的的科學院/工程院院士,ACM、IEEE、AIMBE等學會Fellow,CVPR、ICCV、MICCAI大會主席,以及MRI、Medical Image analysis、IEEE TBME、IEEE TIP主編和TPAMI、IJCV、IEEE TIP、IEEE TMI副主編。

中外院士齊聚

本屆大會,將有重量級的理、工、醫學術專家亮相。

中國工程院院士董家鴻教授、中華醫學會放射學會侯任主任委員劉士遠教授、北京航空航天大學醫學科學與工程學院副院長田捷教授、廣東省人民醫院放射科主任劉再毅教授、中國科學院自動化研究所研究員蔣田仔教授、中科院計算所研究員周少華教授等多位醫工交叉的嘉賓將發表大會報告。

除此之外,本屆演講嘉賓陣容中還有四位海外院士。

第一位是被譽為「計算解剖學」創始人的Michael I.Miller教授。

作為專門從事數據科學的生物醫學工程學者,Michael I.Miller在計算醫學領域開創了前沿技術,以了解和診斷神經退行性疾病。

他的研究重點是人類大腦在健康和疾病(包括亨廷頓氏病、阿爾茨海默氏病、精神分裂症和癲癇病等)中的功能和結構特徵。通過開發新工具來分析患者的腦部掃描影像,在臨床癥狀發作數年之前預測神經系統疾病的風險。

第二位是新加坡國家科學院院士、發展中國家科學院院士沈佐偉。

作為國際著名的數學家,沈教授為數據科學中的數學理論的奠定作出了許多重要貢獻,尤其是在函數逼近理論與小波分析 (approximation and wavelet theory)、圖像處理與壓縮感知 (image processing and compressed sensing)、計算機視覺與機器學習 (computer vision and machine learning) 等領域。

沈教授與他的多位合作者發現和發展了一系列的著名定理與算法,包括小波理論中的對偶分析和由它引出的三項原理:「對偶原理 (the duality principle)、酉擴展原理 (unitary extension principle)、間接擴展原理 (oblique extension principle)」,在圖像處理中建立了基與冗餘系統的平衡模型 (sparsity based balanced model) 與算法,以及壓縮感知的奇異值軟閾值算法 (singular value threshold algorithm)。他近期的研究興趣主要在深度神經網絡 (deep neural networks) 函數逼近理論。

第三位是瑞士工程科學院院士Michael Unser教授。

他的主要研究領域是生物醫學圖像處理。對採樣理論、多分辨率算法、小波以及樣條線在圖像處理中的使用具有深厚的研究。他是在這些領域發表的150多篇期刊論文的作者,並且是ISI工程學的高被引作者之一。

第四位是美國國家發明家科學院院士王革。

美國國家發明家科學院院士(NAI Fellow)是美國授予學術創新發明家的最高榮譽。截至2019年12月,美國國家發明家科學院共有1060名院士,總共持有3萬2千餘項美國專利。

從1991年起,王革教授就發表了關於螺旋/螺旋錐束/多層CT的論文,解決了「長物體問題」(縱向數據截斷)。2007年,內部斷層掃描解決了「內部問題」(橫向數據截斷),可實現低劑量,快速的目標成像。

2019年,王革教授就因對螺旋錐束/多層CT的貢獻而入選美國國家發明研究院,在接近20年的時間裡,王革教授發表了數十篇高質量論文。除此之外,王革教授還擁有500多種期刊出版物以及超過100種已發佈和正在申請的專利。

另外,像美國南加州大學Keck醫學院教授、南加州大學Mark and Mary Stevens 神經影像與信息學研究所副主任Paul M. Thompson,也是國際著名的神經影像分析領域學者。

Paul Thompson領導着ENIGMA聯盟,這個全球聯盟由33個國家的307名科學家組成,他們對10種主要的腦部疾病進行了龐大的研究——從精神分裂症、抑鬱症、注意力缺陷多動症、雙相情感障礙和強迫症,到艾滋病和腦部成癮。

Thompson教授和他的學生與世界各地的成像實驗室合作,發表了超過1300篇論文(h-index: 116)。

五大主題分論壇與挑戰賽

本屆ISICDM有如下分會與論壇:醫學圖像與人工智能分會、神經影像分析分會、三維可視化與智能診療、圖像重建進展論壇、圖像計算的數學模型與算法論壇,主題包括(但不限於):

1、圖像計算:圖像處理、圖像分割、圖像重建、圖像匹配、特徵提取、圖像檢測與識別、形狀分析、機器學習、深度學習、圖像處理與機器學習的數學方法等。

2、數字醫學:醫學圖像分析、磁共振圖像重建、CT 圖像重建、影像組學、分子影像學、醫療大數據、三維可視化、放療靶區勾畫、數字病理、生物信息學、圖像分割、圖像配准、計算解剖學、腦機接口、神經影像、機器學習應用等。

為了給數字醫學產學研界提供技術交流和展示的平台,ISICDM還保留着舉辦挑戰賽的傳統特色。

為保證本次競賽的公平性、專業性和實戰性,大賽的賽程分為熱身賽、排位賽和決賽多個階段。

ISICDM2020挑戰賽的決賽將定於12月6日舉行,共有低劑量CT圖像質量優化、MR加速成像、肺部組織分割三大項目組成,評審將由醫院臨床、影像科醫生、產業界專家、以及學術界專家等共同組成,從最實用的評審角度提供最專業的指導意見。

部分演講嘉賓(排名不分先後)

董家鴻

中國工程院院士,美國外科學院院士,法國外科學院外籍院士,清華長庚醫院執行院長

劉士遠

上海長征醫院影像醫學與核醫學科科主任,中華醫學會放射學會侯任主任委員

Michael I.Miller博士

約翰霍普金斯大學Gilman學者,IEEE Fellow

Gustavo Rohde博士

美國弗吉尼亞大學教授,IEEE TIP副主編

沈佐偉

新加坡國家科學院院士,發展中國家科學院院士,新加坡國立大學理學院院長

Paul M.Thompson

美國南加州大學Keck醫學院教授;南加州大學Mark and Mary Stevens神經影像與信息學研究所副主任 

Michael Unser

瑞士工程科學院院士,瑞士洛桑聯邦理工學院教授, IEEE Fellow

王革

美國國家發明家科學院院士,美國紐約倫斯勒理工學院教授,AAAS Fellow

田捷

中國科學院自動化研究所研究員,北京航空航天大學醫學科學與工程學院副院長,IEEE Fellow

張彥春

澳大利亞維多利亞大學應用信息學中心主任,國際互聯網信息系統工程協會(WISE學會)主席

蔣田仔

歐洲科學院外籍院士,中國科學院自動化研究所研究員,IEEE、IAPR、AIMBE Fellow

楊旗

北京朝陽醫院放射科副主任、主任醫師,國家傑青,中組部青年拔尖人才

陳華富

電子科技大學教授,四川省高場磁共振成像實驗室主任,國家傑青,長江學者

臧玉峰

杭州師範大學附屬醫院認知與腦疾病研究中心主任、心理科學研究院執行院長

姚慶強

南京醫科大學數字醫學研究所常務副所長,國際數字醫學學會常務委員、副秘書長

周少華

中科院計算所奇迹研究組研究員,AIMBE和IEEE Fellow

楊孝平

南京大學特聘教授,國家自然科學基金數學天元基金學術領導小組成員,中國兵工學會應用數學專業委員會主任委員

劉再毅

廣東省人民醫院放射科主任,中華醫學會放射學會青年學組副主任委員,國家傑青

ISICDM大會三屆回顧

首屆ISICDM:理工醫,如何交叉融合?

在2017年9月舉辦的首屆ISICDM中,中國藥科大學校長、德國國家科學院院士來茂德教授,以題為「醫學+AI」的報告正式開啟大會議程,奠定了本次大會的基調。

南方醫科大學教授、科技部國家「973」計劃首席科學家陳武凡,北京理工大學教授王涌天,清華大學教授、中組部特聘教授廖洪恩,微軟亞洲研究院副院長張益肇分別就「基於統一迭代建模與多源先驗約束的高分辨醫學成像研究」、「混合現實引導精準診療研究」、「醫學三維成像與數字精準診療」、「弱監督學習在醫療影像中的探索」四大議題做了深度報告。

與此同時,羅格斯大學計算機系主任、前CVPR、ICCV、MICCAI會議主席Dimitris Metaxas教授,IEEE TIP主編、Virginia大學Scott Acton教授,IEEE Fellow、計算機視覺領域中著名的梯度矢量流方法發明者徐晨陽博士,美國北卡大學沈定剛教授等海外知名專家先後圍繞各自領域的最新研究成果做了精彩報告。

為了儘可能減輕理工醫專家之間的交流障礙,程序主席李純明教授精心安排了一系列理工專家和醫生互相面向對方的科普講座。在主論壇前一晚,組委會邀請到了紐約州立大學計算機科學與應用數學家顧險峰教授、斯坦福大學醫學物理系主任邢磊教授、江蘇省人民醫院放射科主任醫師唐立鈞,深入淺出、形象生動地介紹了醫學圖像計算的幾何方法、放療前沿研究和影像科醫生的思維方式,引起了聽眾的強烈反響,氣氛十分熱烈。


晚上11點,專家們仍在交流討論

第二屆ISICDM:重新審視深度學習的本質

在第二屆ISICDM大會上,為期三天的會議共設有24個專場,100多位海內外知名講者與500多名理工醫與會者聚首成都。

開場報告人,為美國范德堡大學成像科學研究院院長、美國工程院院士John Gore教授。

John Gore教授根據自己幾十年的研究經驗,深入淺出地對大腦運作原理展開講解,隨後介紹了MRI和fMRI的發展歷史,並開創性地對白質的fMRI信號進行靜息態研究,其成果吸引了眾多與會者的關注。


ISICDM 2018 現場丨美國工程院院士John Gore教授

隨後,南方醫科大學教授、主任醫師、中華醫學分會數字醫學分會主任委員、中華醫學會膽道外科學組委員方馳華回顧了中國十五年來數字醫學的發展歷史和並分享了對未來智能診療技術的展望。

第三位報告嘉賓為美國羅格斯大學計算機主任、IEEE Fellow、前CVPR、ICCV和MICCAI會議主席Dimitris Metaxas。演講中,他對血液、心臟、骨科、細胞的醫學影像分析實踐成果進行了展示,從數據獲取到算法網絡設計均進行了詳盡分享。Metaxas教授表示,理論最終要投入實踐。

以色列特斯拉維夫大學Hayit Greenspan教授在報告中談到了她對深度學習的看法,並談到檢測、測量、診斷和報告四大部分構成了放射學的主要內容,而前兩個過程佔據了放射科醫生80%的工作時間,深度學習的出現,將會逐漸解放放射科醫生的部分工作。與此同時,Hayit教授也講解了她在X光片影像分析這一方向的研究。

中國食品藥品鑒定研究院光機電醫療器械檢驗室主任任海萍博士,以《醫療人工智能質量評價標準的探索》為主題,從AI產品監管現狀、AI質量評價內容、基於中檢院標準測試數據庫構建經驗三大方面向與會嘉賓和代表做了簡明扼要的講解。

ISICDM 2018 大會現場

下午論壇伊始,法、美、英三國的知名教授分別對其最新研究成果的方法論進行詳細解讀。

法國INRIA研究主任、法國科學院院士Nicholas Ayache教授介紹了他自己在人工智能數字化的創新案例,其中包括人工耳蝸的幾何形狀調整、顯微內鏡觀察的物理原理等。

MICCAI學會創始主席、耶魯大學教授James Duncan則在大會中介紹了他對左心室畸變的研究,並向與會者展示了其團隊建造血液、心臟電子詞典數據庫和心臟邊界勾勒的科研成果。

隨後,英國帝國理工學院教授、英國皇家工程院院士Daniel Rueckert博士深入淺出地談及了他在圖像分割、圖像重建和圖像輔助診斷的心得。

佛羅里達大學教授、IEEE計算機學會技術成就獎獲得者Baba C.Vemuri教授在演講中介紹,其MRI圖像宏觀分析研究引入了傅里葉變換等數學方法,並發展出了適用於醫療影像領域的壓縮感知和稀疏解碼方法。

最後一位報告嘉賓為羅切斯大學羅傑波教授分享了自己長達20多年的計算機視覺研究經驗,並對醫療人工智能行業發展發表了自己的看法。羅傑波表示,機器學習和AI是具有革命性的技術,不過尚處於早期階段,接下來需要解決好數據質量問題,把AI與多媒體、可穿戴設備甚至是語言學結合起來,才能取得長遠發展。

ISICDM 2018 歡迎晚宴

從左到右依次為:周少華、羅傑波、Hayit Greenspan、徐晨陽、Nicholas Ayache、Daniel Rueckert、Baba Vemuri、James Duncan、John Gore、Wiro Niessen、Dimitris Metaxas、呂樂、梁長虹、李純明

第三屆ISICDM:后深度學習時代的醫療AI

2019年8月24-26日,第三屆圖像計算與數字醫學國際研討會(ISICDM 2019)在西安召開。大會第一天共進行了81個專題報告。第二天則迎來了更多重量級的學術泰斗級人物,共進行了9大主題報告。

本屆論壇中,中國科學院院士徐宗本教授、美國工程院院士John Gore教授,加拿大皇家科學院院士Terry Peters教授,英國皇家科學院院士郭毅可教授,四位院士蒞臨本次大會。

與此同時,MRI主編(美國工程院院士John Gore教授)、Medical Image analysis主編(耶魯大學James Duncan教授)、IEEE TBME主編(芝加哥大學潘曉川教授)也會在大會的多個環節中發言。

作為此次大會的名譽主席和開場報告嘉賓,中國科學院院士、西安交通大學教授徐宗本發表了題為《醫學人工智能與大數據》的演講。

中國科學院院士、西安交通大學教授徐宗本

加拿大衛生科學院院士、西安大略大學教授Aaron Fenster

加拿大皇家科學院院士、加拿大衛生科學院院士Terry Peters

聯影智能聯席CEO、MICCAI 2019大會主席沈定剛

大會期間,美國工程院院士John Gore在論文評審環節談到「中國學生的學習能力和主觀能動性非常強,今天非常開心能夠指導這群潛力無限的學生。高校也應多多創造像ISICDM這樣的機會,給予他們多方位的引導。」

美國工程院院士、MRI主編John Gore

隨後,ISICDM組委會向雷鋒網介紹到:我們一方面鼓勵投稿的學生們多嘗試用深度學習解決各種各樣的問題,同時也應重視深度學習背後的基礎理論研究和傳統數據建模方法。雖然DL火熱,但它在醫學場景中的不足和瓶頸也愈發明顯,而傳統應用數學的方法仍是當前值得重點研究的方向。

「過去的一段時間裡,深度學習成為了絕對主流的研究方法。隨着深度學習的魯棒性不足、缺乏可解釋性、對大量高質量訓練數據和手工標註的依賴等弊端被越來越為人所詬病,基於知識的數學建模方法因其天然的透明性和可解釋性而被不斷改進與提升,後勁十足,仍然具有廣闊的發展空間。事實上,在深度學習佔據主流地位的今天,仍然有不少學者專註於基於知識的數學建模,通過把領域知識融入算法來提高算法性能。當前百家爭鳴、百花齊放的學術環境,無疑為年輕人提供了更多的選擇。」

 「其實我們在上個世紀研究人工智能時,受限於各種條件,舉步維艱。而當今這個時代,無論是新老方法的可選擇性、算力成本、亦或是數據量,均為年輕學者們創造了無數低成本試錯的機會,允許他們通過大量實踐,對傳統和新潮的方法進行取長補短、取精去糟,引領下一波潮流。」 


ISICDM大會共同主席James Duncan

大會閉幕式結束后,大會主席James Duncan向雷鋒網介紹到:「這是我第二次參加ISICDM,我每次來都會在中國待上一段時間,和中國的學者以及在校學生們一起深入交流。ISICDM的一個重要特色就是讓數學模型和深度學習兩大派學者代表一起做報告、交流和辯論。大約三、四年前,我在MIT和MICCAI也有類似的經歷,我們討論數學模型和深度學習兩者孰優孰劣的問題。」

「而現在的ISICDM不僅把當年MIT和MICCAI的一個臨時議題做成一項頗為偉大的事業,同時加入了很多臨床醫學的元素,這是一個重要創新。我們所處的領域,理工一旦離開醫,本質上就是閉門造車。而醫在整個流程中扮演的角色越來越重要,因此學術界乃至產業界偶讀需要ISICDM這樣的研討會,讓理工醫專家們取長補短,互通有無,推動理工醫交叉的長期發展。」

第四屆ISICDM:理工醫交叉融合,產學研協同創新

ISICDM已連續舉辦三屆,如何讓ISICDM辦出特色、越辦越好,是主辦方不斷思索的事情。

去年,ISICDM發起人、電子科技大學李純明教授就向雷鋒網表示,我們一直秉承『促進理工醫交叉融合,激發產學研協同創新』的理念。無論未來的技術趨勢如何變化,無論研究方法多麼多元,『理工醫交叉融合,產學研協同創新』永遠是這一領域發展的生命線,只要我們圍繞這一根基不斷縱深,它所釋放出來的能量密度是無窮無盡的。」

讓我們一起期待,ISICDM 2020掀起的一場學術風暴。


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