冠心病是全球致死率第一的疾病，我国现有冠心病患者1100万，临床常规检查方法（仅冠脉造影检查）的误诊率高达30%；目前公认的精准冠心病诊断“金标准”为基于一次性使用压力导丝测量的血流储备分数（FFR），但由于FFR技术本身的繁琐和安全问题影响了它的普及，众多冠心病患者没有获得最佳的诊断和治疗。本项目经过十余年的研发与产学研合作，突破了冠心病无创精准诊断的瓶颈，取得了一系列国际上具有独创性的成果。 1.博动医学影像联合上海交通大学创新地发明了基于一种耦合影像三维重建与流体力学计算的定量血流储备分数（QFR）无创冠心病精准诊断系统，在国际上首次实现了无需昂贵一次性耗材、仅采用冠脉造影影像即可无创实时获得血流储备分数进行心肌缺血评估，建立了冠状动脉功能学评估的新标准。 2.本项目已完成多项临床研究，临床研究结果表明，QFR系统提高35%临床诊断准确度，降低80%检查费用，节省90%检查时间，该检查已进入中国、美国、英国、法国等15个国家的50余家医院，开始临床应用，QFR已进入2018年《日本心血管介入治疗规范专家共识》，逐步成为各国的诊疗规范； 3.QFR系统已于2017年5月获国家食药监局特别审批为“创新医疗器械”，且于2017年4月获批欧盟CE认证，成为中国原创、全球创新的医疗器械； 目前该系统已获得14项国内发明专利授权、3项PCT专利授权、8项实用新型专利、软件著作权登记1项。美国心脏病学会期刊（JACC，IF=19.89）等心血管介入领域权威期刊上发表论文23篇。在美国TCT、法国EuroPCR和中国CIT等国际权威学术会议上共开展56场手术转播；临床专家一致认可该技术的临床前景，认为QFR为导管室新工具，有望成为每位冠心病患者诊断的常规检查手段。 美国TCT2017大会手术转播 QFR设备在手术室中应用 QFR设备实机 QFR技术的原理图

项目成果/简介:冠心病是全球致死率第一的疾病，我国现有冠心病患者1100万，临床常规检查方法（仅冠脉造影检查）的误诊率高达30%；目前公认的精准冠心病诊断“金标准”为基于一次性使用压力导丝测量的血流储备分数（FFR），但由于FFR技术本身的繁琐和安全问题影响了它的普及，众多冠心病患者没有获得最佳的诊断和治疗。本项目经过十余年的研发与产学研合作，突破了冠心病无创精准诊断的瓶颈，取得了一系列国际上具有独创性的成果。1.博动医学影像联合上海交通大学创新地发明了基于一种耦合影像三维重建与流体力学计算的定量血流储备分数（QFR）无创冠心病精准诊断系统，在国际上首次实现了无需昂贵一次性耗材、仅采用冠脉造影影像即可无创实时获得血流储备分数进行心肌缺血评估，建立了冠状动脉功能学评估的新标准。2.本项目已完成多项临床研究，临床研究结果表明，QFR系统提高35%临床诊断准确度，降低80%检查费用，节省90%检查时间，该检查已进入中国、美国、英国、法国等15个国家的50余家医院，开始临床应用，QFR已进入2018年《日本心血管介入治疗规范专家共识》，逐步成为各国的诊疗规范；3.QFR系统已于2017年5月获国家食药监局特别审批为“创新医疗器械”，且于2017年4月获批欧盟CE认证，成为中国原创、全球创新的医疗器械；目前该系统已获得14项国内发明专利授权、3项PCT专利授权、8项实用新型专利、软件著作权登记1项。美国心脏病学会期刊（JACC，IF=19.89）等心血管介入领域权威期刊上发表论文23篇。在美国TCT、法国EuroPCR和中国CIT等国际权威学术会议上共开展56场手术转播；临床专家一致认可该技术的临床前景，认为QFR为导管室新工具，有望成为每位冠心病患者诊断的常规检查手段。美国TCT2017大会手术转播QFR设备在手术室中应用QFR设备实机QFR技术的原理图知识产权类型:发明专利技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:国家高技术研究发展计划、上海市科技创新行动重大项目

微创机器人外科及触觉感知国家自然科学基金课题 微创外科(MIS)与开放外科手术相比，具有切口小、疼痛轻、出血少和恢复快等优点，广泛应用于胸腹、脊柱、心血管和泌尿外科等领域 微创机器人外科(MIRS)由机器人替代医生操控手术器械，克服医生人为因素带来的风险，提高手术的安全性和灵巧性，改善手术精度和质量 触觉力信息缺失导致过大的操作力和器官组织创伤，是当前微创机器人外科面临的共同问题。项目利用光纤技术，研究微型触觉力传感器及其在器官组织类型和边界鉴定、机器人反馈控制应用中涉及到的一系列挑战性问题。获得的相关理论与技术，有望消除触觉缺失引起的手术风险，提高微创机器人外科手术的精度、稳定性和质量。

本项目与 X 线、超声和 CT 相比，MRI 具有分辨率高、 软组织对比度高、任意多方位成像、成像参数丰富和无 X 线辐射等优点，是目前最佳的影像引导神经微创治疗手段。 神经术中 MRI 微创治疗是目前世界上最先进的图像引导下微创治疗技术，具有定位精确、损伤小和治疗效果好等特点，而且术中还可以实时评价治疗效果，是任何其他常规手术所无法比拟的，神经磁共振治疗系统将发挥举足轻重的作用 。

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。

1. 痛点问题 日常血压计主要是基于袖带充气式的血压计，该类型的血压计在测量时需要完全阻断动脉血流，经过1分钟左右的充放气时间，获取到收缩压与舒张压的信息。该方法存在的主要问题为：阻断动脉血流会导致人体不适，不能长时间进行血压监控；血压瞬时波动可能很剧烈，比如白大褂效应；在夜间、旅途或不方便主动测量的时候，无法监测血压；测量时间较长；测量设备不便携。此外，因为该方法获取的数据是瞬时的、单点的，难以分析血压在一天24小时中的节律变化，难以在血压异常的时候进行及时预警，从而很难降低心脑血管疾病或其并发症的发病风险，难以在第一时间通知病人自己、家属或医生进行干预或治疗。 2. 解决方案 本成果实现了在手腕处，通过多种脉搏波波形及其相位差测量血压。本成果不需要阻断动脉血流，更加舒适、无扰；测量点都集中在手腕处，可以集成到智能手环、手表上，测量设备便捷；其中算法通过对5-10秒的脉搏波波形进行分析就可以输出血压值，实时性更强，可以做到连续监测血压。 本成果的技术特点使得用户可以在夜晚、旅途或不方便主动测量血压的时候，自动监测血压变化；适合观测血压的24小时节律变化，或更长时间的变化趋势；通过提供更多数据，为疾病预防、诊断、治疗、用药提供更全面的参考信息，进而推动临床医学和日常连续血压监护的发展。