1 成果简介荧光与核素在体小动物成像系统是在国家 863 计划的支持下研制的世界首台小动物在体（活体）分子成像系统。该系统具有同时实现荧光断层成像与正电子发射断层成像(PET)的双模式信息融合分子影像检测功能，可以以 3D 方式显示活动物体内任何位置的特定细胞和分子事件。在该系统中，发展了旋转扫描式动物在体全景成像检测技术和断层扫描三维重建技术，有效解决了伽玛光子信息采集与荧光图像获取相互干扰的难题，同时提高了荧光的检测深度；通过研发的光子漫射理论逆向算法，提高在体检测的空间分辨率和空间定位精度，结合 PET 深层透视的优点，可以 3D 方式显示活动物体内任何位置的特定细胞和分子事件。目前拥有 12 项专利。 该平台采用荧光和核素双模标记的检测方法和技术，研究者可以在一次实验活动中同时获取荧光、 PET 及双模融合的多种数据，并进行分析，从而可以更好更为全面地理解疾病产生的机理，研究药物的作用机制，也可以分析疾病耐药的发生过程，以及药效的持续时间等。研究人员能够使用该系统实时监测活体动物内部器官、组织与细胞、基因蛋白分子等不同层面的动态变化信息，开展在体水平的生命科学与医学科研和应用研究工作。例如，研究肿瘤和癌细胞在体生长、分化、凋亡、转移、扩善，药物在细胞、组织、器官层面的输送、扩散、代谢与定点释放，药物作用下体内肿瘤或癌细胞的生长、凋亡变化，以及与各种疾病相关的分子、细胞、组织的动态变化情况。 （ 1） 肿瘤小鼠荧光图像 （ 2）荧光与 PET 断层图像 上图 荧光与 PET 双模成像 系统特点：荧光与 PET 同时双模成像；动物在体 360゜全景无遮挡扫描成像；支持常规荧光或 PET 成像，也可以采集双模数据；荧光活体成像超越常规的浅表成像，支持 FMT 及小动物深度组织的成像。2 应用说明应用领域：药物研发和筛选；病理机理与病毒研究；新一代分子影像药物研发；药物代谢过程， 基因治疗效果及药效评价。

XM-426眼球仪模型（眼球成像演示模型）   XM-426眼球仪模型由成人眼球、光源、校正镜片、活动成像显示屏及底座组成，通过眼球前后及在正中与水平成75°切面，示眼球壁三层被膜， 眼球内晶状体（可改变曲率），玻璃体和虹膜，由外向内三层被膜做成梯形切面，并示其各部结构，在眼球后部装一垂直眼球轴的剖面，以示视网膜成像，可调节晶状体，示远视、近视成像。   尺寸：放大3倍，45×14×27cm 材质：PVC材料   模型结构： 1、眼球成像演示模型由成人眼球、光源、校正镜片、活动成像显示屏及底座组成。 通过眼球前后极在正中与水平成75度切面，示眼球壁三层被膜，眼球内晶状体（可改变曲率），玻璃体和虹膜。由外向内三层被膜做成梯形切面，并示其各部结构。 2、在眼球后部装一垂直眼球轴的剖面，以示视网膜成像。 3、晶状体系有机玻璃制成，二张拉紧的透明橡胶薄膜，里面充满液体。 4、曲率通过改变波纹管的容积来改变薄膜的曲率。 5、光源：220V，15W-40W烛形灯泡作为光源，离眼睛恰好为明视距离。 6、校正镜片由不低于400度的近、远视镜片组成。

本项目结合计算机视觉、自然语言处理、内镜影像学、早期肿瘤诊疗学技术，创建消化道肿瘤内镜下智能早诊早筛体系，大幅提高内镜检查质量和消化道肿瘤早诊早筛水平。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 消化道肿瘤是严重威胁全球人群健康的重大疾病。早诊早治是改善患者生存率的重要策略，然而，项目组多年流行病学研究揭示，我国消化道早期肿瘤检出率低、漏诊误诊率高，检查质量参差不齐，严重危害患者生命。 基于此，本项目结合计算机视觉、自然语言处理、内镜影像学、早期肿瘤诊疗学技术，创建消化道肿瘤内镜下智能早诊早筛体系，大幅提高内镜检查质量和消化道肿瘤早诊早筛水平。具体为：1）首创消化内镜全局智能监测与无盲区扫查技术，开辟内镜质控新路径。使胃镜检查盲区率降低45%、肠镜检查合格率提高1.78倍、腺瘤检出率提高1.12倍，确立我国在该领域的领先地位；2）发明“逻辑拟人化”消化道高危病灶动态探查方法，使胃瘤变漏诊率降低78%，推动智能内镜临床应用；3）创建实时监测与智能反馈内镜检查质量方法，使医生胃癌前状态检出率提高1.33倍，肠腺瘤检出率提高0.88倍，显著提高消化内镜检查质量；4）研制消化内镜人工智能辅助诊断主机，实现实时动态多模态预测，系统延迟小于 48ms，全面满足临床需求。 在消化内镜人工智能领域发表论文影响因子排名世界第一，引领研究方向，共发表相关研究论文52篇，其中中华系列论文25篇，SCI论文27篇，影响因子9分及以上21篇，单篇最高45分。制定专家共识及行业指南3项、国家专业医疗质量控制指标18项。该项目获批国家发明专利34项，成功转化发明专利14项，所孵化产品获国家医疗器械创新审批，获中国、欧盟II类注册认证共7项。在中德500余家三甲及基层医院落地应用，覆盖近2000万人；技术相关应用直接经济效益达5亿元，社会经济效益显著。 获2021年湖北省技术发明一等奖、2021年欧洲消化疾病周国家学术奖、2020年中国十佳消化道领域临床研究奖等。樊代明院士和李兆申院士评价该成果极大推动我国消化道早癌防治事业的发展。

传统的各类双目体式显微镜在使用上存在明显的缺点和迫切需要解决的问题：1. 无论是显微解剖教学、医学检验、还是工业生产线检验都存在时间长，劳动强度高的特点，而由于镜筒高度高，使得操作人双目聚焦时间长且颈部僵硬2. 因为使用者视力情况不同，即使在同一倍数条件下，所观察到的视野也会存在一定的差异，

嗓音显微外科是结合显微镜和支撑喉内镜、CO2激光及冷器械等设备的多设备融合微创手术。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 嗓音显微外科是结合显微镜和支撑喉内镜、CO2激光及冷器械等设备的多设备融合微创手术。嗓音是人类“第二张脸”，患者期望值高，但声带解剖结构精细、发声生理复杂。另外喉气管所在位置深、手术空间狭小、路径狭长，操作困难；再者多种高精度设备配合应用不易，因此，嗓音显微外科对于嗓音外科医生有着很高的技术要求，以往咽喉嗓音显微外科只可“言传”不可“身教”，医生培养时间长，“十年难培养一个专家”。对于医疗资源匮乏的基层地区，难有喉科医生成长的土壤；即使是有较好培训体系的大型医院，低年资医生的实际操作教学也往往只能通过电视录像观察或在上级医师指导下对患者进行有限的操作。这是造成低年资医生技术成长慢、学习曲线、周期长的主要原因之一。有鉴于此，提出一种可供不同年资医生模拟操作的设备，以提高咽喉嗓音外科医生的手术技巧是很有必要的。 模拟医学作为一门利用模拟技术创设模拟患者和临床情景来替代真实患者进行医学实践教学的学科，在国际上已经逐渐成为医学教育一项基本教育方式。上世纪90年代有训练功能的模拟人进入国内，随后随着虚拟现实技术的推广，在腹腔镜等微创手术培训中得到长足发展。 目前耳鼻喉科的模拟医学教育还处于发展阶段。咽喉微创领域的模拟医学教育国内外都基本是空白的状态，2019年我科自主研发了一种喉显微外科手术模拟训练装置，其包括用于固定离体喉（猪喉）标本的喉体固定模块、以及用于固定喉镜的喉镜固定模块。该训练模拟器采用了动物（猪）喉标本（市场上可以批量购买，极容易获得）及专业显微外科手术设备器械模拟手术环境，防真度高，操作者使用显微镜通过支撑喉镜观察声带，并可使用实际手术器械、CO2激光等进行模拟手术。实现了在真实的生物咽喉结构中进行粘膜下注射、微瓣制作、声带病变处理、显微缝合、CO2激光手术等模拟操作，通过“无风险”的重复模拟操作培训，缩短学习曲线，熟练掌握技巧，提升医生的信心，改善医疗质量及安全，减少医疗失误；近乎全流程模拟，有效提升对流程与程序的熟练程度；“让学员数十次的反反复复练习，使他们闭上眼睛也能完成操作”，迅速掌握嗓音显微外科得的高难度精细化技术操作，开创该领域全新的教学培训模式。 我们的模拟系统高度重现了真实咽喉微创手术场景，由可旋转调节铝铁合金底座（①）、可伸缩旋转喉镜固定架（②）、以及可移动固定的PVC塑胶底板（③），三大模块协同模拟完成真实手术世界中的支撑喉镜暴露及固定。而模拟系统里的另一重要模块——可灵活调节的托手架（④），则是适应人体工程力学及咽喉手术特点、提高术者手操作稳定性的重要组成部分。 我科前期在咽喉微创领域做了系列创新技术探索和研究，开展及发表相关创新技术高质量SCI论著10余篇。如率先开展Hopkins镜下气管支气管异物取出术，大大降低手术难度及风险 ( Eur Arch Otorhinolaryngol. 2012;269(3):911-916.) (Annals of Otology. Rhinology & Laryngology 120(7):484-488).。应用CO2激光的黏膜下剥离治疗喉乳头状瘤，减少手术创伤及降低肿瘤的复发（Acta Oto-Laryngologica, 2010; 130: 281–285）（中华耳鼻咽喉头颈外科杂志 51.10(2016):727-732.）（山东大学耳鼻喉眼学报2018 年11 月第32 卷第6 期）等。针对CO2激光技术应用发表“CO2 激光在咽喉科疾病治疗中的应用进展”（临床耳鼻咽喉头颈外科杂志2018第32卷19期1447-1449）；主持的“早期前联合累喉癌的开放及和内镜微创术式对比”的全国多中心前瞻性临床研究正在顺利进行（中山大学5010项目，项目编号：2017004·科研 [2017]71号；10年200万）。针对微创手术技巧，我科团队主编的人卫重点书刊：《咽喉微创手术的策略及技巧》，即将出版。同时，培训班也有《咽喉微创技术模拟培训手册》指导学员操作，也即将出版，为咽喉微创模拟培训积累的大量的经验，方案及教材，已形成较为完善的模拟培训体系。

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