生物医学工程是一门新兴的学科,它综合了医学、生命科学、化学、电子、光学、材料、机械、信息技术等学科,应用生物学的知识和工程学的手段,解决医学中的实际问题。近年来,随着学科交叉优势的体现,医工结合越来越受到社会的关注和青睐。而中医作为中华民族宝贵的财富,也通过与新技术、新观念的结合,得到了进一步的发展。
上海市教育委员会科技发展中心依托上海高校优质科研资源,积极推进上海高校科技成果转化工作,此次将推荐2项关于医学工程方面的技术,分别涉及医工结合和新中医药技术。
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推介项目1
上海交通大学医学院个性化精准颌骨截骨与定位系统
在正颌外科中,上颌骨的空间位置直接影响患者术后面貌美观效果,因此上颌骨的准确定位是整个治疗关键。随着计算机辅助手术模拟技术(computer-aided surgical simulation,CASS)的发展,外科医师可以在软件中设计并模拟不同的手术方案并预测最终手术效果,从而选择最佳手术方案。在传统正颌外科治疗中,手术合板是用于上颌骨术中定位的经典方法。使用计算机辅助设计和辅助制造技术(computer-aided design and manufacturing,CAD/CAM)制作的合板可以较好地避免基于颌架和面弓转移系统的传统模型外科在制作合板时存在的潜在性误差。但是CAD/CAM合板依然是依靠下颌骨以定位上颌骨的空间位置。下颌骨的不稳定性可直接导致上颌骨偏离计划中的理想空间位置。由于下颌骨可以进行开闭口地旋转运动,合板在传统正颌治疗中对上颌骨的垂直向运动并不能提供足够的指导信息,手术医师仍需要依靠自身临床经验控制上颌骨垂直向的移动。
如何将术前设计的虚拟手术方案准确、便捷地转移到术中实际仍然是将计算机辅助模拟技术应用于正颌外科治疗中的难题之一。随着3D金属打印技术的发展,个体化钛板的制作和临床应用成为可能。
本项目通过钛金属3D打印技术设计并制作应用于正颌外科上颌骨定位及固定用个体化钛板。通过截骨导板和个体化钛板的设计和使用,完整指导上颌骨手术的截骨和术中定位。截骨导板用于指导截骨和钉孔的制备,个体化钛板同时实现上颌骨的定位和固定,实现了一种将术前虚拟设计准确转移至术中实际的可靠方法。
技术创新点:
使用个性化的内固定系统完正颌外科手术治疗同时大大提高手术准确性,符合目前个性化医疗和精准医疗的发展方向;
个体化钛板系统通过钉孔对位和形态贴合独立完成上颌骨术中定位,避免了下颌骨移动对手术准确性的影响;
使用3D打印个体化钛板同时完成上颌骨的定位和固定,无需钛板弯制,无需额外辅助装置,简化术中操作,缩短手术时间,减少患者创伤;
项目成果可准确地将术前数字化手术方案转化为术中实际,大大提高了手术准确性,实现经验化外科操作向数字化外科的转变;
准确指导医生按照手术方案完成手术,减少对医生经验的依赖性,利于正颌手术的规范化普及。
该技术已经成功应用于临床,目前已完成实际病例50余例,积累了大量的临床应用经验;自第一代个体化钛板系统设计至今,已经进行了4次设计改良和优化,愈来愈适用于临床应用;该技术已经发表国内核心期刊论文1篇,国际SCI论文1篇;该技术已获得实用新型专利2项;已经完成临床应用评估,位移误差小于1mm,角度误差小于2°,完全达到临床准确性要求;通过临床可行性验证,目前该技术正在开展随机对照研究,进一步探讨其临床优效性。
推介项目2
上海中医药大学五行香源
五行学说是一套具有深刻科学内涵的理论体系。将五行学说运用于中医学,不仅体现在阐释人体生理病理以及人体同自然界的联系,更体现在防治疾病。芳香疗法是临床上一种防治疾病、促进健康的医疗保健方法,具有简、便、廉、验的特点。本项目根据中医药基础理论,结合五行学说将其应用于芳香疗法中,创新中医传统芳香疗法的服务模式,开发新的中医药芳香类保健产品。
本项目基于手机APP,用户可通过问诊进行个人五行体质辨识;系统通过后台的中医诊断及数据分析给出专业体质报告和推荐芳香类产品。用户也可根据体质、季节、情志等选择钟意的香薰、精油、茶包等进行个性化的芳香保健,强身健体。本项目包括:五行熏香、五行精油、五行茶饮、五行膳食、多功能精油胶囊机等系列产品。
本项目结合“互联网+”模式,将中医养身理念与中国传统文化完美融合,创新芳香疗法新模式,升华“香道”的精髓,让体验者一站式享受芳香疗法。独创的多功能精油胶囊机将中医五行理论与现代精油疗效相结合,通过大数据分析,根据个人体质,为体验者提供个性化养身精油。本项目结合中西芳香保健理念,拓展中医的国际化道路,项目的个性化芳香处方是个人提升健康美丽的宝典,结合“五季”、“五志”、“五脏”等理念的五行中药薰香及香氛是馈赠亲友的极佳伴手礼。
本项目适用于中医药保健领域,芳香疗法、精油理疗等领域。