靶向微米栓塞制剂

汪国林

-/生物与新医药

靶向微米栓塞制剂属医疗器械第三类产品，可广泛用于血管栓塞介入治疗，如肿瘤、出血性疾病和血管畸形等，具体包括子宫肌瘤、肝癌、肾癌，消化道大出血、脾出血、颅内动静脉畸形、血管瘤等等。仅以子宫肌瘤为例，35 岁以上妇女发病率为 20%以上，我国有 6000 万患者，按每位患者使用 2 支计算，需求量为 1.2 亿支。

C-Sight 人工视觉假体

汪国林

-/生物与新医药

视觉假体技术主要在在视觉神经信息处理、编码传输新规律，在材料、微电子、信号处理等技术上取得突破，在理论、技术应用、临床验证等研究中取得重要成果：1、视觉理论、视觉信息编码的突破：基于视网膜神经信息编码与传输的基础研究，建立复杂视觉刺激模式下，视网膜神经节细胞群体编码模式。2、视觉信号处理方面：视网膜本身是一个生物并行计算机，传统的视网膜计算模型都是线性多层计算模式，基于视觉假体的研究我们在视网膜计算的非线性和实时性有所突破。3、视神经的电刺激理论与建模方面：建立从激励，组织，神经纤维的视神经模型。通过改变激励参数，确定刺激的阈值电流；通过分析组织模型，可以计算假体使用过程中的电场分布，定位刺激点与温度分布。4、关键微光机电技术、临床手术技术的突破：在微光学系统仿生屈光成像系统、5、微电子系统仿生视网膜信息处理、编码与电脉冲生成、无线视频技术仿生神经信息与能量传输上取得重要创新，研究出具有自主知识产权的视觉假体，并在人体成功植入。6、技术平台建设：通过本项目的研究，初步建设两个技术平台，即“视觉信息编码和视觉计算技术平台”与“仿生微电子系统（Biomimetic MicroElectronic Systems）技术平台”新一代医学仪器的研究基地。

基于动态行走机理的智能助残肢体的开发与应用

汪国林

-/生物与新医药

北大工学院将基于动态行走机理的双足机器人技术应用到含柔性膝、踝关节的智能助残肢体中，实现了助残肢体（假肢）与健康肢体之间的动态交互，截肢者穿戴后步态自然，行走轻松，不需要长期的训练。

对人类行走机理的理解制约了新型下假肢的研制，传统电机驱动的机器人肢体并不能很好的替代成为智能助残肢体。如何设计柔性关节和运动控制系统成为研制稳定高效的新型智能助残肢体的主要瓶颈和难点。项目课题组在柔性关节和运动控制领域从事多年研究，结合在智能肢体和双足机器人领域的成果，拟通过本合作项目取得以下技术突破和创新：

1. 建立一个含柔性关节的动态双足行走模型，并完成计算机仿真，从而实

现对智能助残肢体的运动优化。

2. 研制适合高位截肢者用的髋关节助力模块，引入柔性驱动器。
3. 研制带自锁功能的柔性膝关节和弹簧－电机组成的踝关节。
4. 研制轻便高效的新型智能助残肢体，提高肢体的稳定性和能量效率。

超导医疗磁共振成像仪

汪国林

-/生物与新医药

医疗磁共振成像（MRI）是目前所有医学影像技术中获得人体内部信息最多的一种成像方法，在临床诊断中发挥着越来越大的作用。与 X-CT 相比，磁共振成像具有分辨率高，成像参数多，诊断范围广，可任意断面扫描、无创无损、无放射危害等优点，受到医务工作者和患者的广泛欢迎。磁共振成像医疗诊断系统已成为现代医学影像领域中最先进诊断设备之一，是医院现代化水平和诊断水平高低的标志。但目前医用超导磁共振成像产品处在国外垄断、高价位状态，我国大多数医院还用不起超导 MRI 产品。

研究院近年来在永磁 MRI 领域取得了长足的进步，技术水平已经到达国外同类产品的水平。在超导 MRI 系统集成技术、多通道谱仪技术及超导磁体技术等方面也开展了研究和开发工作，为研制国产超导 MRI 奠定了基础，具备开发具有国际水平和自主知识产权的超导 MRI 产品的技术基础和条件。

新型数字化牙冠延长术导板的研发与应用

姚卫浩

-/生物与新医药

本项目设计开发了一种新型数字化牙冠延长手术导板，用于口腔美学治疗领域。它采用先进的数字技术设计和制作，能够在牙槽骨层面精确定位手术范围，规避手工测量带来的误差，增强手术的可预期性和治疗效果。

一种静脉消融针和一种阻抗温度数字化控制式静脉消融仪

姚卫浩

-/生物与新医药

静脉曲张是最常见的静脉疾病。我院首创并从2004年开始长期开展下肢浅静脉微创剥脱高频消融术。我院术式相比较传统手术方式和激光闭合等微创手术优势在于：创伤小，手术时间短，并发症少，复发率极低。但目前术式存在的问题：术者仅凭经验控制高频电凝针功率、及皮肤灼烧时间，无客观数字化指标，更换术者后易导致皮肤烧伤或治疗不彻底，不利于大范围推广。

一种基于呼出气VOC的新型冠状病毒感染（COVID-19）的快速筛查方法

姚卫浩

-/生物与新医药

快速诊断COVID-19是控制大流行的关键。本项目通过对新冠患者、健康人、医护人员、上呼吸道感染（非新冠）的呼出气中挥发性有机物进行了筛查。通过数据分析，发现新冠患者呼出气中存在有别于健康人和其他患者的特征性有机化合物（VOC）生物标志物。呼出气的采集只需1-2分钟内完成，一次性耗材，无交叉污染。通过GC-IMS、PTR-MS或其它定制的VOC传感器可以快速实现对患者的新冠筛查，全程无需任何生物检测试剂，专业技术要求低，简单无创、费用低廉，初步数据显示相对于核酸检测该方法的灵敏度和特异性均能达到90%。

一种适用于循环肿瘤细胞捕获的微流控芯片

姚卫浩

-/生物与新医药

癌症从发生到临床发现往往需要10年的时间，癌症治疗的根本途径是早期发现或者对已转移瘤能有效治疗。循环肿瘤细胞（circulatingtumorcells,CTC）是指从原位瘤脱落下来进入到循环系统尤其是血液中的肿瘤细胞。作为液态活检核心靶标的CTC，不仅可用于癌症转移前的早期筛查，而且在临床肿瘤的分期、预后、特异性药物筛选、疗效检测、治疗和复发监测等方面都具有极其重要的临床应用价值。然而由于CTC在血液中数量极其稀少（约1-100个/mL），其高效高准确捕获一直是科学前沿难题和临床应用的关键障碍。

一种双模态显微成像系统和方法

姚卫浩

-/生物与新医药

荧光显微成像是分子生物学研究的主要手段，然而由于激发光的高光子通量和光毒性，成像总次数受限，因而目前还未能全面揭露细胞内部细胞器的相互作用及动态过程。活细胞的高分辨长时程成像目前仍然是生物学研究中的巨大挑战，由于轴向扫描速度的限制，三维荧光成像需要更大的激发光子通量，而光漂白效应则极大限制了三维成像的总时长。同时，由于荧光光谱较宽，成像过程中通道数目受限，荧光成像一般仅能同时标记有限种类的分子。而电镜等辅助成像手段虽可观察多种细胞器，但仅能提供静态快照作为辅助。光学衍射层析显微成像具有光通量低，光毒性小的特点，可有效解决荧光成像遇到的问题。光学衍射层析成像系统中，先前的工作缺少荧光成像作为辅助，衍射层析图像中的多数结构缺乏标定，仅能进行形态学分析。传统光学衍射层析成像中，也仅对脂滴、染色体和线粒体进行了结合宽场荧光成像的鉴别标定。