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上海交通大学数字医学临床转化教育部工程研究中心

中心简介

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        数字医学临床转化教育部工程研究中心于2006年经教育部批准, 依托于上海交通大学立项建设,并于2011年通过教育部验收,它是国内第一家聚焦于数字医学创新研究与临床转化的工程研究中心。

       工程研究中心面向临床需求,凝练数字医学内植物技术和数字化临床技术两大研究方向,开展数字医学临床转化型研究,已建立了医学内植物数字化技术、数字化外科手术和数字化物理治疗装备三大技术研发与服务平台,拥有占地约1500平方米的工程中心本部基地,它与上海交通大学生物医学工程学院、MED-X研究院、生命质量与机械工程研究所、国家模具CAD工程研究中心和医学院附属第九人民医院的骨科、口腔科和康复科等临床与实验室基地,共同组建形成了一个优势互补、资源共享的数字医学产学研一体化共建平台。

        工程研究中心以技术开发与技术创新为宗旨,充分发挥科研成果与临床及产业应用之间的桥梁作用,通过建立起的三大数字医学技术研发和服务平台,已形成了支撑数字化临床应用相关的共性和个性技术,具有自主知识产权的部分成果已实现技术转让和临床应用,成为相关企业数字医学创新的重要技术支撑,推动和促进了我国高端医疗器械产品与设备的自主创新能力。

        工程研究中心大力开展与国内外一流研究机构的科研合作,包括加拿大多伦多大学康复研究院、加拿大蒙特利尔大学骨与关节研究中心、日本千叶大学医学工程研究中心、美国韦恩州立大学医学院、澳大利亚西澳大学医学院、荷兰莱顿大学医学中心、英国利兹大学等,并先后获得国家科技部和上海市政府有关国际合作项目的科研基金资助。自2007年以来,工程研究中心已连续成功举办了七届国际骨科前沿技术与临床转化学术会议,积极推动我国转化医学的研究,促进数字医学科研成果快速转化成临床应用。

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教育部专家组验收意见

        2011129日,教育部科技司在上海交通大学主持召开了数字医学教育部工程研究中心(以下简称中心)建设项目验收会。专家组认真听取了中心主任的建设总结汇报,并现场考察了中心的本部基地,经过认真讨论,形成如下验收意见:

        一、中心聚焦于数字医学临床转化的创新研究,通过理工医多学科交叉,整合上海交通大学相关基础研究、临床研究和临床基地的优势力量,已形成了一个优势互补、资源共享的数字医学产学研一体化共建平台。

        二、中心通过建立起的三大数字医学技术研发和服务平台,已形成了支撑数字化临床应用相关的共性和个性技术,具有自主知识产权的部分成果已实现技术转让和临床应用,成为相关企业数字医学创新的重要技术支撑。

        三、中心培养和形成了一支临床医学、工程和信息技术为一体、理工医结合的科研创新与研发团队,并在科学研究、技术创新与临床服务方面做出了突出贡献。

        四、通过前期建设,中心已具备了开展科研成果工程化所需要的配套科学仪器设备、实验室场地和其他相关基础条件和设施。

        五、中心建立了管理与运行体制,实现了管理的规范化、人员的交叉互动和平台的开放性,符合教育部工程中心管理运行要求。

        六、依托单位上海交通大学十分重视中心的建设和发展,充分保证人员、场地和配套资金的投入,为中心今后的发展和建设提供保障。

        综上所述,专家组一致认为:该中心已全面完成了立项建设任务,达到了预期建设目标,一致同意通过验收。鉴于该中心的实际研究方向,建议该中心名称改为数字医学临床转化教育部工程研究中心

        专家组成员:卢世璧(组长)、钟世镇、王正国、侯春林(副组长)、潘明荣、严壮志、王刚、常江、宋志坚

3D打印与个性化内植物

简介

      利用现代快速成型技术,可以实现1:1精确的患者骨骼部位准确的实物模型,医生可以在手术暴露之前直观看到患者的相关骨骼及其病损状态,据此进行手术规划。这一技术是我中心在率先在国内应用于临床,是上海市科技进步奖一等奖和国家科技进步奖二等奖的重要组成部分。医学界对这项技术的使用越来越普遍,为此中心投资成立了公司,专业为全国医院提供患体骨模型,已提供模型3000例服务医院遍及上海周边地区省市40余家医院。

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主要仪器

      中心拥有的主要快速成型设备


电子束熔融(EBM)金属快速原型制造设备 

 

      适用于医用植入物、航空航天及复杂结构零部件的试制与生产。

      材料:钛合金、钴铬钼合金粉末。

      成型腔最大加工尺寸:200 x 200 x 180 mm

      技术优势:

      1、快速实现批量定制;
      2
、缩短产品研发周期;
      3
、减少材料消耗,降低生产成本;
      4
、降低机加工成本;
      5
、良好的材料性能及生物相容性;
      6
、制造复合网格或多孔结构的部件。

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服务项目

      医疗:医疗器械的设计、试用,CT扫描信息的实物化,手术模拟,人体骨关节的配制。

      汽车、摩托车:外形及内饰件的设计、改型、装配试验,发动机、汽缸头试制。

      家电:各种家电产品的外形与结构设计,装配试验与功能验证,市场宣传,模具制造。

      通讯产品:产品外形与结构设计,装配试验,功能验证,模具制造。

      航空、航天:特殊零件的直接制造,叶轮、涡轮、叶片的试制,发动机的试制、装配试验。

      轻工业:各种产品的设计、验证、装配,市场宣传,玩具、鞋类模具的快速制造。

移动数字医疗与可穿戴设备


简介

      移动数字医疗与医疗信息技术是21世纪极具发展潜力的新技术领域,是现代临床医学向个性化、精准化、微创化和远程化发展的重要技术支撑。在国家863计划项目和上海市重大科技攻关项目基金支持下,我们牵头联合中科院上海技术物理研究所和上海东方医院,共同开展了计算机辅助诊断与手术规划、临床决策支持系统、基于影像电子病历系统的海量信息存储与共享、安全机制设计与关键技术、以及区域医疗共享远程诊断系统等关键技术的研究与开发,研究成果已获国家发明专利授权5项、软件著作权4项,主编专著1部,并在上海5家医院(上海交通大学医学院附属第九人民医院、上海交通大学第六人民医院、上海华东医院、上海东方医院及彭浦卫生中心)获得临床示范应用。近年来,我们又面向移动数字医疗新领域,成功研发了面向智能手机等移动终端平台应用的计算机辅助骨折诊断与治疗决策支持系统,实现了医学三维模型在移动终端平台上的三维可视化,研究成果已申请发明专利1项,获2项软件著作权,并在全国29个省市和地区,近400家医院获得应用与推广。

      目前的研究方向有:移动数字医疗软硬件开发、人体运动的建模仿真及特征识别、计算机辅助诊断与手术规划。

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帕金森病冻结步态监测与激光视觉助行的可穿戴式智能医疗设备研制及

临床验证

      冻结步态(FOG)是帕金森病(PD)的常见运动障碍症状,极易导致患者跌倒,进而造成伤残甚至死亡。目前临床面临FOG发生突然而不可预测的诊断难题以及PD药物疗效不佳的治疗瓶颈,因此研究FOG智能检测技术以及FOG非药物干预治疗新途径是该领域国际前沿热点课题。可穿戴智能医疗设备是国家十三五科技重点发展方向和医疗器械创新领域,然而目前国内少见适应症明确的真正医疗级产品,国际上也无针对PD患者FOG的临床诊断与非药物干预治疗的可穿戴医疗设备。
     
本项目瞄准国际前沿目标,基于我们前期在可穿戴无线运动捕捉设备上的研究成果, 研发具有自主知识产权的FOG智能检测技术和FOG最佳激光视觉助行技术,研制具有智能检测FOG发生、精准视觉暗示、适时可靠助行和日常跟踪监测功能的可穿戴智能医疗设备实验室样机,并通过临床验证,为FOG的临床诊断与治疗创造新途径,为后续实现研制设备的产业化奠定重要基础。

 

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可跨平台应用的计算机辅助骨折诊断与治疗临床决策支持系统

      随着我国老龄化程度加剧,各类高速交通工具使用量快速增长,严重或复杂性创伤患者量急剧上升,且病情越发复杂、治疗更加困难,给骨科医生带来巨大挑战。同时,我国因医疗发展水平不平衡,临床诊治规范化质量不高,骨折疾病的诊治水平在不同级别和地区医院之间存在差异,这在众多基层医疗机构中尤为显著。骨折诊断不明确将直接导致治疗方案选择不当,致骨折愈合不佳,引发骨折急慢性并发症和各种后遗症。为了提高骨折诊疗的规范化,我们研发了国际上首套实现垮平台应用的计算机辅助骨折诊断与治疗决策支持系统,该系统向临床提供面向PC平台、移动终端平台和嵌入影像电子病历系统的三种应用途径,其软件数据库涵盖了骨科临床和科研中所应用的各种骨折分类定义,具有骨折分类内容详尽、治疗提示简洁明确的特点, 尤其是应用基于医学影像三维建模技术所构建的800余幅三维骨折模型,虚拟呈现了各种骨折分类,形象而准确地反映了各型骨折的解剖特点、移位方向和程度等,再辅以治疗方案提示,为临床提供一个简便、实用、规范且专业性强的骨折疾病辅助诊断与治疗决策支持工具。目前系统的软件产品现已在全国包括台湾和香港的29个省市和地区,近300家医疗机构获得应用与推广,并作为一种新型教学工具,在基础医学或研究院获得师生普遍欢迎。