针对血管介入手术操作复杂、可控性差、辐射时间长等难点，将机器人技术和血管介入手术有机结合，北京航空航天大学ITR研究中心和海军总医院神经外科共同研制出我国首台血管介入手术机器人系统，系统在机构设计、医学图像处理、手术规划、视觉注册、微小力觉感知等方面具有自主知识产权。如设计完成基于摩擦滚动原理的推进机构，可以快速、准确的将手术导管推进到指定位置，精度达到0.8毫米；首次将智能材料制成的微小力传感器安装在导管末端，使医生操作机器人手术过程中有了触觉，确保了手术安全，打破了国外同类技术垄断，填补了国内空白。经过研究人员的三年努力，已经顺利完成关键技术攻关、系统集成、临床动物实验，正在开展临床实验。 系统处于系统试验和运行阶段。开发出血管介入手术机器人系统样机，开展了动物临床试验，制订了临床手术操作流程。

1.痛点问题 传统的介入手术需要在持续的X射线造影下进行，医生需要穿着重达30kg的铅衣在强烈的X射线下数小时、精准地操作导丝完成手术，对医生的身体损伤极大；而人工手术也存在着不够快速、效率较低的问题，接受手术的患者同样需要长时间暴露在射线环境下。基于此，本项目团队基于机器人技术和医疗方面的项目经验，设计完成了一款可以方便医生、方便患者、提高介入手术效率和安全性的介入手术机器人。 2.解决方案 本项成果设计了一套完全符合医生传统介入手术操作方式的、软硬件兼备的介入手术机器人。针对医生长时间穿沉重铅衣的痛点问题，介入手术机器人采用了远程无延时遥控的方式，医生可以在安全位置进行手术操作。针对介入手术机器人的可靠性问题，开发了基于电机控制的力反馈系统和图像导引系统，可以给医生真实的手术反馈体验，减少失误率。针对介入手术长时间暴露在射线环境下的问题，开发了基于深度学习和图像识别的导丝导引模块，可以帮助医生更快速地完成手术，提高医疗效率。 本项成果的预期产品和服务包括：介入手术机器人设备（包括软硬件）以及每次手术需要更换的耗材部分。 合作需求 开展型式检验和临床试验所需的资金支持以及人力和团队支持。

项目获国家“863”计划资助。由上海交通大学附属胸科医院牵头，与中国科学院自动化研究所，燕山大学、中国人民解放军海军总医院、北京航空航天大学、北京理工大学和北京集翔多维信息技术有限公司共同完成。 心脑血管疾病是人类的第一杀手，目前的人工手术治疗存在诸多弊端，手术机器人的研究已逐步展开。本课题基于HAM(Human Adaptive Mechatronics)的概念，从人的因素、人机一体化设计、智能控制三个方面对微创血管介入手术机器人进行研究。研究内容包括定位机器人、介入装置、介入操作装置。建立我国微创血管介入手术机器人示范系统，为手术机器人的推广应用奠定基础。 技术参数： 定位机械臂：5自由度；运动部分重20kg；承重6kg； 介入装置：2自由度；重量小于4kg；轴向进给误差小于1%；定位精度1mm；轴向转动圈数任意； 介入操作装置：2自由度；重量小于4kg。 技术创新性： 定位机器人采用单报闸锁死多个关节的被动操作方式，符合手术现场需要； 介入装置能够检测导管/导丝与血管壁之间的阻力，具有独创性； 介入装置能够完成导管、导丝、球囊、支架的递送，是介入装置研究的一个突破； 介入操作装置能够根据导管介入装置检测到的导管/导丝与血管壁之间的阻力产生力反馈，操作医生具有力场感觉。

心脑血管类疾病是我国居民首要致残致死原因，介入手术已成为其主要治疗手段，但因操作失误或器械植入不当可引发灾难性后果。本项目针对这一重大民生问题开展研究，核心技术包括：1) 基于深度学习的血管疾病医学影像自动分割及三维重建算法，服务于智能诊断；2) 基于生物力学和计算机视觉的虚拟手术算法，服务于术前规划；3) 基于血液动力学的高精度算法，服务于血管疾病功能参数的分析。基于上述技术，本项目构建集合智能诊断、术前规划、术后转归预测及风险评估的诊疗一体化系统，服务于相关疾病的智能临床诊治。

心脑血管类疾病是我国居民首要致残致死原因，介入手术已成为其主要治疗手段，但因操作失误或器械植入不当可引发灾难性后果。本项目针对这一重大民生问题开展研究，核心技术包括：1) 基于深度学习的血管疾病医学影像自动分割及三维重建算法，服务于智能诊断；2) 基于生物力学和计算机视觉的虚拟手术算法，服务于术前规划；3) 基于血液动力学的高精度算法，服务于血管疾病功能参数的分析。基于上述技术，本项目构建集合智能诊断、术前规划、术后转归预测及风险评估的诊疗一体化系统，服务于相关疾病的智能临床诊治。 图1.主动脉夹层智能诊疗系统

 本实用新型公开了一种血管介入止血器，包括底座和呈弧形的夹板，所述夹板的两端对称设置竖杆，一个竖杆通过连接座与底座铰连接，所述底座远离连接座的一端设置固定座，另一个竖杆上滑动套设锁紧套，所述夹板的顶端设置通孔，所述通孔内设置活动套管所述活动套管的底端设置止血板，所述活动套管的顶端设置挡块，所述夹板对应位于通孔的两侧对称设置安装座，所述安装座的顶端设置连接板，所述安装座内设置安装槽，所述安装槽内设置第一弹簧。本实用新型的有益效果在于：将夹板固定于需要止血的血管、动脉位置，止血板压在出血处，利用第一弹簧对压迫力度进行调节，使止血板紧压在血管、动脉位置，操作简便快捷，能够快速进行止血，提高治疗效果。

心血管微创手术磁导航技术是指手术者通过计算机远程控制系统操作由两个半球形的永久磁体和推进系统组成的设备，利用磁场来引导导管行进的方向，从而对一系列复杂多变、危险系数大、常规介入手术方法失败的多种心脏病变进行介入治疗的一项新技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 心血管微创手术磁导航技术是指手术者通过计算机远程控制系统操作由两个半球形的永久磁体和推进系统组成的设备，利用磁场来引导导管行进的方向，从而对一系列复杂多变、危险系数大、常规介入手术方法失败的多种心脏病变进行介入治疗的一项新技术。国内外多项病例报告显示，该技术不仅能够减少术者和患者的X射线暴露时间，而且能够提高各种介入手术的成功率，扩大了介入手术的适应病症范围，同时减少了手术带来的负面影响及潜在的风险。 由于磁导航系统价格昂贵，一个配备有磁导航系统的电生理导管室的造价是常规电生理导管室的3倍左右，这是磁导航系统在国内普及遇到障碍的原因之一。此外，传统的磁导航技术中，实现一个磁场坐标的定位需要同时使用三个单轴磁场传感器，且传感器与计算机通过有线连接，这种方案限制了磁导航的定位精度，同时也增加了手术的难度。因此，如何对现有磁导航技术进行技术创新，使其成本降低的同时还能让手术更加精准，过程更加简单，是未来国内磁导航需要攻克的难题。 图1 单器件实现三维磁传感原理 图2 系统框图 三、技术优势 本成果提出的磁导航技术方案中，一个磁场传感器便可以实现三个方向的磁场感知，具有高的空间分辨率和集成度，极大地缩减附有传感器端的导管尺寸，同时利用无线传输技术使心脏微创介入手术变得更加简单。 性能指标 线性度范围：x方向：±20Oe，y方向：±20Oe ，z方向：±20Oe； 灵敏度：x方向：377V/A/T，y方向：345V/A/T ，z方向：625V/A/T； 线性度误差：x方向：2.3%，y方向：2.9% ，z方向：3.3%。 四、专家介绍 游龙，华中科技大学光学与电子信息学院教授，博士生导师，自旋电子器件及系统课题组组长。自2001年起一直从事自旋电子技术国际前沿课题包括磁记录、磁传感和磁逻辑等领域相关的物理、材料及器件研究。近五年来，面向国家重大需求和国际前沿，在非挥发性随机存储器、自旋神经形态器件、自旋逻辑计算电路、自旋信息安全芯片和磁场传感器等领域开创性地提出了多项重要的新技术概念和设计方案，尤其首次实现了使用单个器件对三维磁场的探测以及存储。相关成果以第一作者或通讯作者已在Nature Nanotechnology, Nature Electronics, Proceedings of National Academy of Science (PNAS), Nano letters等国际学术期刊发表40余篇学术论文。

血管介入手术的最大挑战是人手对柔性导管的精确控制以及医生在射线下工作的个人风险。而基于微纳技术发展起来的微纳机器人体积更小，无需导管，可以由外加磁场实现无线控制，便于远程控制，可以到达导管式介入治疗无法到达的部位，而且对血管伤害小。本项目将面向心脑血管介入治疗，开发磁场控制的微小机器人，以进行精准治疗和定向送药。主要内容包括：电磁场控制系统开发，微纳机器人驱动原理研究，微纳机器人设计和制作，血管假体中验证试验等。目前已经开发了磁场激励系统，并与宣武医院神经内科大夫进行交流，制定两种典型心脑血管疾病的治疗策略。

本发明提供了一种人工血管流量调节装置和人工血管，属于医学技术领域。它解决了现有的压力流量可调性人工血管不适合应该在严重的心脏畸形治疗手术中的问题。本人工血管流量调节装置包括呈杆状的主骨架和多根长度不同的束缚带；束缚带的两端均与主骨架约束连接，所有束缚带从外至内长度依次递减；主骨架的一侧面供人工血管抵靠，主骨架的另一侧面上具有多个倒钩，束缚带的中段能挂在倒钩上使每根束缚带形成两个相同口径的束缚环。本人工血管流量调节装置和本人工血管应用在严重心脏畸形治疗中，根据临床状况灵活地操纵人工血管流量调节装置，保证人工血管流量适合患者的身体状况；及时消除并发症，达到理想分流的目的，显著提高手术成功率。