成果排行榜
  • 大气透过率、气溶胶光学厚度和水汽总量测量用全自动太阳辐射计
  • 脚型三维扫描和足底压力集成测试分析系统
  • 超细颗粒物在线监测技术
  • 一种基于G四聚体的荧光法检测纳米银颗粒的方法
  • 气象参数廓线测量激光雷达设备
  • 流场诊断技术与应用研究
  • 环境大气中NO、NO2和NH3高灵敏度系列化监测仪
  • VOCs高精度在线监测技术
  • 等离子体照明灯
  • 高精度谐振式MEMS压力传感器

电子信息技术,生物医药与医疗机械 Hot

精准放射治疗软件

对精准放射治疗软件系统关键物理与技术进行研究,包括高精度5D自动建模、分区分时耦合剂量计算方法、多目标逆向计划优化方法、基于X成像系统及红外的动态肿瘤实时跟踪技术、基于伴随算法和扰动理论的实时剂量反演方法等,发展一系列先进算法,开发精准放射治疗计划系统、图像引导精准放射治疗系统和剂量引导精准放射治疗系统。预计十三五期间相关系统将成为国内放疗软件行业主导产品,提高国内放疗国产化水平,产生的直接经济效益将高达约数亿元。 主要研究任务如下: (1)高精度5D自动建模 直接耦合CAD工程模型及人体模型的蒙特卡罗建模软件MCAM,可以精确建立加速器模型 基于医学影像自动建立精确人体剂量模型(三维几何(解剖结构与形状)、时间信息(呼吸运动、消瘦浮肿)以及物理信息(组织密度、元素成分)) 1.分区分时耦合剂量计算方法 蒙特卡罗有限笔形束剂量计算方法(MCFSPB):基于蒙特卡罗与非均匀修正,可精确快速求解全空间剂量场 混合剂量计算方法(HDC):可以自动分区为解析与蒙卡区域,混合精确求解剂量场 2.多目标逆向计划优化方法 逆向计划的关键是优化算法的收敛性,为兼顾优化过程的全局寻优效果和收敛速度问题,提出多次优化耦合方案,即针对实际优化问题的复杂程度,研究优化算法(单目标、多目标)、剂量计算方法(1D、2D、3D、MC)与优化问题复杂性(肿瘤位置、组织不均匀程度、解剖结构复杂程度等)之间的耦合关系,找出针对各类优化问题最佳的耦合方案,而遗传算法和模拟退火算法相结合的混合优化算法能够在保证优化效果的前提下加快优化收敛速度。 3.基于X成像系统及红外的动态肿瘤实时跟踪技术 针对动态肿瘤在放射治疗中难以精确定位的难题,本项目充分利用图像处理技术和实时定位技术,基于红外定位原理,建立呼吸运动误差预测模型,提出一种放射治疗动态肿瘤实时跟踪方法,达到快速、精确、无创、受外界环境影响小的临床要求。 4.基于伴随算法和扰动理论的实时剂量反演方法 以最终实现病人治疗过程的实时剂量验证为目标,在准确模拟三维辐射场的基础上,依据粒子输运理论和求解方法,采用伴随算法和扰动理论等有关反演手段,研究发展根据体外测量剂量场反演体内剂量场的方法。将反演计算得到的剂量场与三维计划系统计算得到剂量分布进行比较,可得出病人实际照射的误差,根据误差大小对病人的治疗计划或治疗方案进行修正,从而完成剂量验证的目的。 针对临床需求,把核心技术转化成能够解决临床问题的实用化产品,主要产品如下: 1.精准放射治疗计划系统 a)支持光电子放疗、质子放疗、中子放疗等多种放疗方式; b)具有导入、勾画、配准融合、计划设计、计划比较、导出等功能。 2.图像引导精准放射治疗系统 a)支持双正交X射线二维影像的三维重建; b)支持三维影像弹性配准; c)支持红外定位跟踪。 3.剂量引导精准放射治疗系统 a)支持计划重优化功能。

先进制造技术,生物医药与医疗机械 Hot

呼气检测质谱系统

中科院合肥物质科学研究院医学物理中心研制出了国内第一台基于PTR-MS原理的呼气实时在线检测质谱仪,并在医院开展了肺癌等重大疾病患者的呼气检测实验研究,初步结果表明:判别癌症的真阳性率、真阴性率均达到70%以上。本项目将在前期工作基础上,研发实用化呼气检测质谱仪工程样机,通过大规模呼气检测试验,建立肺癌等重大疾病快速筛查与辅助诊断的呼气检测新方法,进行性能评估与示范应用。并寻求与医疗公司或社会资本合作,推进呼气检测质谱仪的转移转化,为我国先进医疗仪器的发展和属地医疗健康产业的发展做出积极贡献。 (1)目标 突破呼气代谢物快速、高灵敏探测技术,研制实用化呼气检测质谱仪工程样机,开展肺癌等重大疾病呼气临床试验,建立呼气检测癌症筛查与辅助诊断方法,进行性能评估与示范应用。申请医疗器械注册证,实施成果转移与产业化。呼气检测质谱仪具有以下特点: 技术先进:直接吹气在线检测,速度快;离子聚焦,质谱检测灵敏度高。 方法新颖:呼气检测癌症筛查与辅助诊断,安全无创、简捷便利、接受度高、费用低。 创 造 性:不同人种癌症发病率存在差异,呼气标志物可能不同,项目可建立中国人癌症呼气标志物特征。 癌症筛查真阳性率:>70% (2)主要任务 研制实用化呼气检测质谱仪工程样机,具有良好的长期运行稳定性和重复性,并满足呼气快速与高灵敏检测要求。 开展肺癌等重大疾病的大规模呼气检测临床试验,病例和健康志愿者数量分别达到500人以上,确保呼气检测数据有医学统计意义。 呼气标志物统计与癌症诊断模型建立。研究并排除环境空气、年龄、性别、饮食、吸烟与否、治疗等外在因素的干扰。 开展示范应用,对呼气检测癌症诊断模型进行性能评估与验证。通过交叉验证,以及对另外的癌症患者与健康志愿者的呼气检测,检验呼气检测质谱系统的性能。

电子信息技术,先进制造技术 Hot

智能健康马桶

研制一种可实时进行人体健康相关的多种物理、生化指标检测与反馈,提供健康辅助干预服务的智能健康马桶,突破性集成应用人工智能、微波传感、近红外光谱反射、ZIGBEE无线组网、基于人体功效的机构创新设计等技术,兼具了智能马桶的自动恒温加热、呵护清洗、健康按摩、节水清洁等功能,并可在对家庭成员进行身份识别后进行大、小便形态、质量、粘性等物理性状检测以及隐血、尿素、肌酐、糖分等生化指标检测,同时通过测量使用者的血压、体重、体脂含量等人体健康参数,评估其体质健康水平,并针对测评结果给出科学、合理的健康提示建议(饮食、运动、生活规律等),是改善人们的生活方式,提高人们的生活品质的高科技卫浴产品。 在智能健康马桶中实现用户识别功能,采用简便的ID输入方式,配合人员体重信息采集达到精确识别,将智能健康马桶所检测到的健康信息都保存至对应用户的数据库下。通过微波传感器检测人员是否靠近,利用液压驱动自动开闭马桶盖。设计集成显示屏的可伸缩多功能安全扶手。将尿11项检测(包括葡萄糖、胆红素、尿比重、PH、酮体、潜血、蛋白质、尿胆原、亚硝酸盐、白细胞、维生素C)模块集成到智能健康马桶中,实现通过尿液11项检测分析用户近期健康状态。在马桶上实现环境温度感应自动加热坐圈功能。实现对大便便形、颜色检测和健康分析,并将分析结果保存至用户的数据库中。利用在马桶盖底部设计有4个橡胶缓冲垫内部植入压力传感器实现对人体坐姿变化感知。智能健康马桶尿液自动检测模块包括两个部分:尿液的自动取样,尿液干化学分析的集成应用。对应的尿液检测有两种时间方式,一种是由系统设定的固定时间自动检测,另外一种是由用户自主选择的尿液检测。设计的尿液收集装置由尿液收集盒、挡尿板、清洁装置以及其控制电路组成,清洗装置可集成于收集盒,用于完成试纸采样后的收集装置清洗。双收集装置的试纸自动采样方法有以下两种。智慧健康马桶作为将要研发的智慧卫生间中的一部分,需要可移动设备作为显示、控制终端,因此物联网方案采用Wi-Fi技术。