一、成果介绍
1.智能三维肿瘤体外射频热疗机
【项目概述】智能三维肿瘤体外射频热疗机是利用射频15～43MHz频率的电磁波对人体肿瘤进行加热治疗的一种低风险疗法，是借助高频交变电场在人体内震荡，使生物体内电解质离子或偶极子产生直线和旋转运动，产生互相摩擦而产生热效应，利用正常组织与肿瘤组织血液循环的差异，在持续的射频电磁波的作用下，肿瘤组织的温度可上升至有效治疗温度，要高于人体正常组织5～7℃,这种局部加热可使肿瘤组织萎缩，使肿瘤细胞发生程序性凋亡，这是一种采用非介入式的物理治疗方式，无副作用，具有高通量，定区准确，平行性强等特点，不但可直接杀灭肿瘤细胞，也可提高放疗及化疗的疗效，并可增强病人免疫功能，是一种绿色治疗肿瘤的方法。该治疗机具有三个不同频率电源同时工作，有效提高加热深度和效率，多电极选通聚焦工作模式，极大提升了射频聚焦加热功能，分布式光纤测温功能实现热疗过程中的在线温度检测，科学地保证了肿瘤的治疗温度，并且实现热疗机的超温闭环控制。在射频电极制造方法、热疗机工作模式、热疗机功能设计等方面有自主知识产权。
【项目成熟情况】智能三维肿瘤体外射频热疗机已经完成样机设计制造，系统的体膜试验、仿人体组织的明胶试验、动物组织试验，结果证明智能三维肿瘤体外射频热疗机能够实现对组织深部位置肿瘤高效加热，光纤温度系统的测控精度优于0.35℃。
【应用范围】主治深部肿瘤：胰腺癌、膀胱癌、前列腺癌、胃癌、食道癌、肠癌、肺癌；对浅表肿瘤皮肤癌、乳腺癌较好效果；对晚期癌症的顽固性疼痛、腹水有缓解作用，对放疗及化疗有提高疗效的作用。
2.三维超声肌肉注射导航系统
【项目概述】该系统针对具体临床治疗问题：脑中风患者的肌肉痉挛治疗时，超声图像无法准确定位神经肌肉结合处（最佳注射点），难以引导注射针达到最佳注射点。这一问题目前在国际上还没有相应的解决方案。我们团队通过图像处理技术分析肌肉超声图像的特点，研究的独创算法能够准确定位最佳注射点，结合空间定位技术给出其三维空间坐标位置，并引导注射针到达注射点。该项目通过前期国家自然科学基金的资助，验证了该方案的有效性。团队在前期研究成果基础上，开发了适用于临床应用的三维超声肌肉注射导航系统。该系统面向常见痉挛肌肉的治疗，提供自研的注射辅助器械，提供二维图像和三维图像的引导，定位精度在2mm以内，能够显著缩短肌肉的定位时间，提高定位精度，不依赖医生经验，提升治疗效果，方便医生操作。该系统与手触、电刺激、肌电图和普通二维超声等方法相比较，性能大幅领先，由于针对具体临床治疗问题给出了原创性的解决方案，属世界首创，同时具有方便易用等优点，受到临床医生的欢迎。
【项目成熟情况】该项目已经完成工程原理样机的研发，并验证其临床有效性，已经取得授权发明专利4项，正在公开专利4项，知识产权明晰。
【应用范围】该系统可应用范围包括：脑卒中肌肉痉挛治疗、活体组织检查、泌尿外科穿刺及治疗、手术局部麻醉、神经封闭治疗等。直接与医院现有超声设备结合，仅需投入少量资金，可应用到二甲以上医院，有实际应用价值，效益显著。
3.脑外科术中超声导航系统
【项目概述】该系统针对脑外科手术普遍存在的实际问题：手术中二维超声对病灶成像不立体直观、不能精确引导双极电凝镊直达病灶，造成手术时间较长，操作繁琐，治疗效果差，而目前进口的神经外科手术导航系统由于使用术前图像引导，开颅造成的脑漂移将无法准确定位病灶。我们团队在充分调研国内外相关研究和手术导航系统的不足，将空间定位技术、图像处理技术、3D打印技术及计算机导航算法相融合，开发了具有空间定位功能的脑外科术中超声导航系统。该系统可与医院现有超声无缝整合，借助空间定位技术对皮层下的病灶进行成像，准确定位病灶。在显示病灶位置的同时，在空间中同时显示双极电凝镊的空间位置，精确引导医生操作双极电凝镊到达病灶，缩短手术时间，提高手术精度。系统定位精度达1mm，并提供三维成像功能。对比同类导航系统，该系统具有术中实时成像、立体直观、成本低廉和方便实用等优点，经过脑外科医生验证，能够切实解决医生手术中的病灶不可视的难题，由于不改变现有手术流程，但提供额外定位及引导信息，安全可靠，立竿见影。
【项目成熟情况】该项目已经完成原理样机的研发，与临床医生验证了有效性，已经取得授权发明专利4项，正在公开发明专利3项，知识产权明晰。
【应用范围】该系统面向脑外科手术中常见的皮层下良性及恶性的肿瘤、囊肿等病灶，术中可对双极电凝镊、活检针等任意手术工具进行定位和引导，可应用在二甲以上开设神经外科手术的医院，医生经过简单培训就可使用，并可将现有手术经验迁移到系统中。
4.骨折手术机器人
【项目概述】骨科手术机器人既是先进制造业的关键支撑装备，也是改善人类健康的重要切入点。目前的骨科手术机器人还具有操作复杂、辐射强度高、额外创伤大等缺点。我们将人工智能、计算机与机械自动化技术相结合，在术前模拟、术中导航及术后评估等方面开展研究，帮助医生完成更精准的骨折整复手术，获得更好的治疗效果。该骨折整复机器人依托黑龙江省科技攻关项目的资助，术前提供断骨的三维重建和3D打印，并自动根据断面特点实现预整复，给出整复位置和精度，帮助医生完成手术规划，术中面向外固定和内固定两种整复方式分别提供三维图像无辐射引导，首创接骨、微创、延长、整复、弹性固定于一体。与同类产品比较优势为术中无X光辐射，且基于三维图像引导，是安全、直观、精准、方便的骨折手术机器人。该技术可有效解决手术中医生最关心的辐射问题，安全有效，使手术的精度更高、创伤更小，大幅度提高骨折治疗效果，减少对临床经验的依赖，国内多家风险投资机构对该项目给予了很高的评价。该系统获得黑龙江省科技进步二等奖。
【项目成熟情况】项目目前已经开发完成原理样机，取得授权发明专利6项，其他知识产权5项，经哈尔滨医科大学第二附属医院、黑龙江省医院、哈尔滨市第一医院等机构的应用，效果显著。
【应用范围】该系统适用范围包括：
（1）四肢开放性骨折，特别是广泛软组织损伤，伤口污染严重及难以彻底清创者；
（2）闭合性骨折，尤其是骨折粉碎严重难以用其他方法整复固定的长骨骨折；
（3）多发性骨折、感染性骨折，该系统有利于创口的换药和植皮；
（4）需多次挪动，输送和分期处理的战伤骨折；
（5）陈旧性骨折，骨折畸形愈合，骨不连，可完全矫正的缩短移位，旋转移位或侧方移位；
（6）骨搬移及骨延长增高；
（7）膝内外翻等畸形截骨矫正术后固定；
（8）膝关节融合术后的固定；
（9）各种原因（如慢性骨髓炎术后）导致的骨缺损的截骨牵伸延长。
可应用在三甲级以上开设骨外科手术的医院，医生经过简单培训就可使用，并可将现有手术经验迁移到系统中。
5.智能医疗影像综合诊断系统
【项目概述】人工智能技术在医学影像诊断领域正在发挥越来越大的作用。现有的人工智能医疗影像诊疗系统一般只针对一类疾病影像进行处理。本系统针对各类医疗图像的共性问题，构建了针对多种医疗影像的智能诊断系统，该系统建立了统一的机器学习模型，并将模型合并到一个定制开发的GUI平台中，可以由医疗人员轻松操作，进行各类图像和疾病的诊断。在乳腺超声图像、眼科OCTA图像、肺部CT图像等多种影像平台进行了测试，取得了较好效果。
在超声科乳腺图像识别上，该系统可以进行乳腺癌病变的良恶性识别，整体识别精度在92%左右，高于人工识别的准确度，提高诊断的效率，降低进行活检的风险。
在眼科OCTA图像识别上，系统将OCTA图像分为健康、糖尿病无视网膜病变、糖尿病视网膜病变,共计3种类型疾病分类进行识别，整体识别精度达到87%左右，能够很好的区分糖尿病病人的OCTA图像。
在CT科肺部图像识别上，系统将肺部CT分为正常、肺钙化、肺炎、肺癌、肺结节、肺结核，共计6种疾病分类进行识别，整体识别准确率可以达到90%以上，媲美人工识别的精度，极大减缓医务工作者的负担。
【项目成熟情况】技术就绪度6级，形成原型并验证，形成方法和系统原型并证明可行。
【应用范围】多种疾病影像诊断。
6.医疗影像云平台
【项目概述】随着云计算、云存储技术和数字化诊断技术的不断成熟和互联网+理念的不断融入，对医疗影像市场而言，影像云成为一种更具竞争力业务模式。
医疗影像云平台是一套基于BS/HTML5技术架构的影像云平台。其集医疗影像的传输、存储、浏览、查询、管理，诊断、报告、打印、远程服务、数据共享、云端服务等于一体。能满足包括普通患者、专业医师、单体医院、影像中心、医联体、科研机构等不同客户需求的综合医疗影像云平台。
医疗影像云平台具备图像智能诊断、远程服务终端、医疗大数据共享三大亮点功能：
（1）平台以医疗知识为基础，结合自主创新的大数据及人工智能技术实现超声图像中的病灶区域自动定位、良恶性诊断，从而提高医生工作效率，降低误诊率和漏诊率，同时为患者用户提供云诊断服务；
（2）用户可通过网络平台或移动终端轻松获取平台提供的影像电子胶片和诊断检查电子报告单，采用差分隐私保护机制确保未授权的用户不可访问其他用户资料、保证用户得到更优质、便捷、周到的医疗服务；
（3）平台能够实现医疗影像数据共享，不仅能够协助医疗机构之间打破“信息孤岛”的现象，还能帮助医院和医生提高临床服务、科研活动的质量和效率。可有效实现区域各医疗机构之间医疗影像资料认证，对区域内影像检查信息统一管理，实现影像信息共享和业务联动。
【项目成熟情况】本项目所需终端已研发完成通过测试阶段，并于哈尔滨医科大学附属第一医院等单位建立合作关系。
【应用范围】主要包括以下三方面：
（1）面向患者用户，使用平台远程终端，可以获得影像云存储、病情云诊断等服务；
（2）面向大型医院及专业医生，可以在平台上实现远程阅片、影像上传、报告下发、诊断收费等功能；
（3）面向科研机构，平台提供用户共享的医学影像数据。
7.微创外科手术机器人及其相关技术
【项目概述】本项目面向主从式微创外科手术机器人系统，研究相关技术与科学问题，试制了11个自由度的手术机器人实验样机，能较方便的切换为“用于手术操作的器械臂”或“用于提供手术视觉反馈的持镜臂”。围绕医疗手术机器人/手术器械，申请国家发明专利十余项。
主要专利：
【项目成熟情况】有10项授权发明专利支撑，技术较成熟，有实验室样机。
【应用范围】医疗机器人、服务机器人。
8.磁靶向、氧补偿和癌细胞自激活的类酶催化抗癌治疗剂
【项目概述】在国际上率先采用MnO2作为保护壳层的方式同时提供氧补偿效果并避免内部GOD的提前泄露和分解，构筑的Fe5C2-GOD@MnO2展现了优秀的磁靶向、氧补偿和癌细胞自激活的类酶催化抗癌治疗效果。MnO2的氧补偿功能和GOD的催化效果共同保证了弱酸性癌细胞微环境中的氧和H2O2供给，即保证了大量强氧化性•OH治疗物种的生成和治疗效果。而磁靶向性增强了治疗剂在患癌部位的富集能力，进一步提高了疗效，可有效移除小鼠体内的癌细胞。相关研究为开发精准、高效、安全的癌症诊疗方法提供了材料基础。
相关研究在国际上处于领先地位。施剑林院士在美国化学会著名杂志ACSNano(2019,13,2643)上发表的论文中以该研究作为典型实例，强调“这种癌细胞微环境响应的纳米催化医学可形成强氧化物质，将成为对抗恶性肿瘤的最有力武器”。
拟解决的实际问题：传统癌症治疗方法，如化学治疗、辐射治疗和手术治疗靶向性差、副作用大和耐药难题。
【项目成熟情况】形成原型并验证。技术成熟度3级。
【应用范围】在癌症诊疗一体化领域应用前景广阔。相关研究为解决化学动力治疗疗效差的难题提供了新思路，而氧补偿和磁靶向富集的思路同样适用于提高光学治疗、辐射治疗和化学治疗的疗效，因为这些疗法的效果同样依赖氧含量多少。
二、联系方式
如您对以上成果有进一步合作交流意向，请与我们工作人员联系对接。
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