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医学影像 医疗仪器

宁国琛 助理教授

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E-mail:E- ningguochen@tsinghua.edu.cn

致力于推动轻量化、小型化、高级别自主化医疗机器人的发展

​宁国琛博士于2021年获清华大学生物医学工程博士学位,获清华大学优秀毕业生称号。同年受清华大学“惠妍”人才基金资助任助理研究员。2023年受聘清华大学助理教授、特别研究员。 宁国琛聚焦以临床需求为牵引的智能医疗机器人系统,以在体深部组织的机器人自主诊疗一体化为主线,人工智能与机器人交叉技术为突破口,临床诊疗与研究新范式为目标,在临床医工融合、机器人学、医学影像学的前沿交叉领域展开了系统性的研究工作。在包括IEEE Trans.系列、MIA、Theranostics等医工交叉领域学术期刊、会议发表论文50余篇,获得多项国际/国内学术会议优秀论文奖。 主持包括国家重点研发计划青年科学家项目、中国科协青年人才托举工程项目、国家自然科学基金面上项目、青年基金项目等多项科研项目。

  • 实验室主页:https://www.ningguochen.net/

    研究领域1:小型化与柔性机器人设计

    聚焦自然腔道介入、动态人机交互等复杂医疗场景场景,形成以微型连续体/软体可控器械为核心的研究方向,建立更贴近临床操控习惯、同时更具灵巧性与组织顺应性的器械形态与运动学基础,为后续自主控制与医生协同提供可靠载体。

    研究领域2:医疗机器人高级别自主化智能

    围绕“机器人理解场景、理解任务、理解医生意图”的目标,形成以场景感知—分层决策—稳定执行为主线的高级自主智能研究。通过对医生操作流程的理解提升在机器人在操作流程中的空间认知能力,并以智能框架实现系统在真实动态活体环境中具备高级别自主导航与操作的能力。

    研究领域3:临床创新与验证

    以“可进入临床流程、可量化评价、可证明获益”为核心,形成临床场景创新与动物实验验证研究方向,围绕到达率、稳定性、安全性、并发症与取材有效性等指标建立证据链,推动从工程原型到可转化临床系统的闭环迭代

  • [1] Hanying Liang, Shipeng Zhang, Guochen Ning*, Jianwen Luo, Hongen Liao, “Quasi-static Elastography-driven Automated Robotic Ultrasound Screening and Localization”, in IEEE Transactions in Biomedical Engineering, DOI: 10.1109/TBME.2025.3634552

    [2] T. Han, Guochen Ning* et al., "Toward Clinical Applications of Intelligent Robotic Ultrasound Systems," in IEEE Reviews in Biomedical Engineering, doi: 10.1109/RBME.2025.3610605

    [3] J. Chen, Y. Zhu, Guochen Ning* and H. Liao, "Contact-Aware Prediction for Reliable Autonomous Deformable Tissue Retraction in Robotic Surgery," in IEEE Robotics and Automation Letters, vol. 10, no. 10, pp. 10106-10113, Oct. 2025

    [4] J. Chen, Guochen Ning*, L. Ma and H. Liao, "Autonomous Deformable Tissue Retraction System Based on 2-D Visual Representation and Asymmetric Reinforcement Learning for Robotic Surgery," in IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, vol. 7, no. 2, pp. 595-606, May 2025

    [5] Kang J., Wang Y., Liu J., Wang Z., Yang X., Wang J., Wu J., Guochen Ning*, Zhang B*. and Liao H*. (2025), A Soft-Tip Hydraulically Steerable Catheter for Enhanced Flexibility and Safety in Vascular Interventions. Advanced Intelligent Systems, 2500099

    [6] Guochen Ning, Xinran Zhang, Qin Zhang, Zhibiao Wang, Hongen Liao*: Real-time and multimodality image-guided intelligent HIFU therapy for uterine fibroid, Theranostics, Vol. 10, No. 10, pp. 4676-4693, Mar. 2020. (Front Cover Article)

    [7] Guochen Ning, Hanyin Liang, Xinran Zhang, and Hongen Liao*: Inverse-Reinforcement-Learning-Based Robotic Ultrasound Active Compliance Control in Uncertain Environments, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 71, No. 2, pp. 1686-1696, Feb. 2024.

    [8] Guochen Ning*, J. Wang and H. Liao, "Cable-Driven Light-Weighting and Portable System for Robotic Medical Ultrasound Imaging," in IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, vol. 6, no. 3, pp. 1220-1231, Aug. 2024

    [9] Guochen Ning, Hanyin Liang, Xinran Zhang, Hongen Liao*: Autonomous Robotic Ultrasound Vascular Imaging System with Decoupled Control Strategy for External-Vision-Free Environments, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. 70, No. 11, pp. 3166-3177, Nov. 2023

    [10] Guochen Ning, Xinran Zhang, Hongen Liao*: Autonomic Robotic Ultrasound Imaging System Based on Reinforcement Learning, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, Vol. 68, No. 9, pp. 2787-2797, Jan. 2021.


  • 科研项目

    1. 主持,国家重点研发计划  青年科学家项目, 2025

    2. 主持,国家自然科学基金  面上项目, 2024

    3. 主持,中国科协第九届青年人才托举工程项目(科协资助),2023

    4. 主持,国家自然科学基金  青年基金, 2022

    5. 主持,中国博士后科学基金 面上资助, 2021


    开设课程

    1. 84050022 智能手术机器人与导航概论

    2. 85008022 运动医学的诊疗、研究与转化实践

    3. 84030022 生物医学工程前沿动态讲座

    4. 64000046 临床科技实践

    其他社会职务

    1. 中国生物医学工程学会 青年专委会委员


    专利技术

    1. 支气管镜自动导航方法、装置、电子设备及存储介质, 专利号: ZL 202411724705.8

    2. 内窥镜图像融合系统及方法、图像融合方法及装置和设备,ZL 202411883679.3

    3. 用于超声检查机器人的自主运动决策控制方法及系统, ZL 202011535056.9

    4. 一种基于二维超声图像的四维超声重建方法及系统,ZL 2022 0142068.8