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近日,“中国生物医学工程大会暨创新医疗峰会”在济南召开。大会由中国生物医学工程学会主办,山东省科技厅支持,山东第一医科大学(山东省医学科学院)承办,济南市卫健委协办。大会以“医工融合发展,创新引领未来”为主题,吸引了国内外余名来自产、学、研、医等各界人士参加,是年中国生物医学工程界最高级别的学术盛会。会上透露出多个行业最新动态。
山东省副省长凌文出席会议并致辞,中国生物医学工程学会理事长曹雪涛院士、美国国家医学科学院院士、美国斯坦福大学MarkMusen教授、IFMBE医学与生物工程研究院院长、美国卡内基梅隆大学贺斌教授等作大会主旨报告。
本次大会聚焦创新驱动和成果转化,围绕大数据、云计算、物联网、医学人工智能等领域,共举办10个高端论坛,20个专业分会场,展示当前国际生物医学工程领域的最新成果、最新技术、最新产品,为推动我省医养健康产业发展提供了新思路、新理念。
本次大会还颁发了第3届“黄家驷生物医学工程奖”,3个获奖项目涉及高端医疗器械的关键技术和基础研究前沿,充分体现了生物医学工程学科产学研医结合,需求驱动、追求转化的特点。
为更好发挥大会作为科技成果转化与展示平台的作用,大会还邀请了部分国内知名企业参加会议,展示企业的最近科技创新成果。
中国生物医学工程学会理事长曹雪涛院士在做主旨演讲
不是科幻片!他们实现了“意念上网”
在科幻作品中,意念控制可以轻易实现。在现实世界中,“意念控制”背后的支持性技术——“脑机接口”技术也已经又了近百年历史。如今,“脑机接口”技术已经被证明能够很好地利用大脑植入物的信号来控制机器人设备。当机器人设备可以被高精度控制时,它们可以用来完成各种日常任务。然而,到目前为止,那些“脑机接口”成功控制机械手臂的研究,都使用了侵入性大脑植入物。这些植入物需要大量的医学和外科专业知识才能正确安装和操作,更不用说成本和对受试者的潜在风险。因此,它们的应用仅限于少数临床病例。
开发侵入性较小甚至完全无创的脑机接口技术,使瘫痪患者能够利用自己的“思想”控制机器人肢体,是“脑机接口”领域的一大挑战。这种非侵入性脑机接口技术如果成功,将会给许多患者甚至普通人带来巨大的改变。
大会当天第三个做主旨演讲的是来自IFMBE医学与生物工程研究院院长、美国卡内基梅隆大学的贺斌教授。贺斌教授和他的团队便研发出了第一款非入侵式意念控制机械臂,能够连续跟踪随机运动的计算机光标。贺斌教授在他演讲中介绍了这款非入侵式意念控制机械臂。换句话说,也就是可以通过大脑控制机械臂,或者说是用意念上网。该成果已经发表在ScienceRobotics上。
美国卡内基梅隆大学的贺斌教授在做主旨演讲。
在最新发表的论文中,贺斌教授和他的同事利用新颖的传感和机器学习技术,通过无创神经成像和一种新的连续追踪范式,克服了嘈杂的脑电图信号,显著改善基于脑电图的神经解码,从而实现实时连续的机器人设备控制。利用非侵入性脑机接口技术,研究人员首次在人类受试者身上,成功实现控制机器人手臂连续跟踪计算机屏幕上的光标。在这之前,由人类非侵入性控制的机械手臂会跟随移动的光标做出不稳定、不连续的动作,而现在,手臂会沿着平滑、连续的路径跟随光标。
贺斌教授介绍说,到目前为止,这项技术已经在68名身体健全的人类受试者中进行了测试(每个受试者最多进行10次测试),包括虚拟设备控制和用于持续追踪的机械手控制。接下来,研究小组还计划在患者身上进行相关的临床试验,希望这项技术有朝一日可能成为帮助每个人的普遍辅助技术。
国产脑起搏器:打破美国垄断,成功实现领跑
一位帕金森病晚期患者在植入脑起搏器后,只要打开遥控开关,身体立刻停止震颤并能够自如行走。原先无法自主控制的手臂,也能够伸展。这是清华大学李路明教授团队“脑起搏器关键技术、系统与临床应用”项目为患者实现的治疗“魔法”。
大会当天,李路明教授做了题为《脑起搏器,从临床到脑科学研究》的主旨演讲,详细介绍了脑起搏器从临床到脑科学研究的过程。
李路明介绍说,帕金森病等神经退行性疾病严重危害人类健康,目前尚无根治方法,给家庭和社会带来沉住负担。帕金森病在60岁以上的人口发病率高达1%。我国帕金森病患者超过万(5年)。
清华大学李路明教授在做主旨演讲。
脑起搏器是脑深部电刺激疗法的俗称,这种直接作用于神经中枢的人工装置,成为帕金森病药物“蜜月期”结束后首选的治疗方法。然而多年来,脑起搏器由美国一家公司垄断,成为临床上价格昂贵的耗材之一,让很多患者望而却步。
经过18年的不懈努力,李路明团队自主突破核心技术,打破美国独家垄断,攻克了帕金森病步态障碍治疗、充电安全、电极断裂和远程程控等世界难题,开创了我国有源植入医疗器械超越进口的先河,成为近20年该领域实现领跑的成功范例。
清华大学李路明教授在做主旨演讲。
回顾研发过程,李路明用“20年坚持、三步走”战略来概括。
0年,正在清华大学从事航天研究的李路明首次接触脑起搏器。
“我记得当时医院的学术交流会。神经外科泰斗王忠诚院士问我们能不能实现脑起搏器的国产化。”李路明回忆,那时脑起搏器市场完全被美国一家公司垄断,价格在二十万元左右,而且几年之后电池耗尽还需要重新手术,治疗费用又得十多万。“在我国多万帕金森病患者中,有多少人能承受这么高的费用?”
从那时起,李路明开始了漫长的脑起搏器研发之路。经过近十年研究,他们最终利用实验室在微小卫星、载人航天等领域的技术积累,在脑起搏器的设计、集成、可靠性等领域实现了自主创新,完成了脑起搏器的研制、动物试验和临床试验。
9年11月26日,我国自主研制的脑起搏器首次植入患者体内。
年5月,具有自主知识产权的清华脑起搏器获批上市,成为首个国产植入式神经调控产品。重量仅50克左右的清华脑起搏器,集成了工程领域众多高科技成果。涉及多种原材料、元器件,多套模具,多个生产工艺包。
年12月,双通道脑起搏器的获批上市,我国成为全球第二个全系统掌握脑起搏器技术并将研制的产品进入临床应用的国家,其中可充电脑起搏器在世界上率先把质保时间提高到10年。
截至年10月,家医院人植入了国产脑起搏器。最长使用超过九年11个月。
清华大学李路明教授在做主旨演讲。
对于第二代国产脑起搏器实现体外充电的研发过程印象,李路明印象颇深。他说,脑起搏器体外充电时涡流发热容易引发高温灼伤风险。年FDA曾因灼伤召回7万多台可充电植入式神经刺激器。如何在完成充电的同时保证患者的安全,特别是充电式带来的植入系统发热问题,是当时的技术难点。后来团队发明了分形涡流抑制、双闭环控制等技术,和国外的技术相比,团队产品充电效率提高了3.8倍,目前安全充电30万次以上,并在全球首次实现脑起搏器10年以上的质保寿命。同时揭示电极断裂机制,通过医工结合实现了零断裂。
至于研发过程的困难,李路明一笔带过。他轻描淡写地讲述了团队在动物实验环节遇到的故事。他说,他们面对的实验对象是小猪,”小猪麻醉起来非常困难,至少需要两个小时以上,有时动物状态不好,实验还得重做。实验中它们还很容易大小便失禁……”如今,这一切都已经付诸笑谈。
清华大学李路明教授在做主旨演讲。
张继武:医疗大数据大数据和人工智将为医疗带来机遇与挑战
当天下午的医疗大数据、人工智能和智能外科分会场,与会专家学者围绕大数据、人工智能展开了交流。医院的胡建中做了题为《医院数据治理与医疗大数据建设》的演讲。上海米健信息技术有限公司的张继武则介绍了急危重症大数据与服务品质提升实践。
胡建中在演讲中表示,信息技术运用到日常生活中可以帮助每一个人,应用到医疗领域则可能挽救生命。作为医务工作者,一定要
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