| 单位名称 | 北京科技大学，中杰超润（北京）医药科技有限公司 | 大赛年份 | 2024-2025年 | ||||
| 大赛届次 | 第19届 | 奖项 | 入围奖 | ||||
| 发明人姓名 | 郑裕东，谢亚杰，乔堃，付晓阳 | ||||||
| 技术领域 | 生物医药, | ||||||
| 应用行业 | 新材料，生物医药 | ||||||
| 项目类别 | 专利 | ||||||
| 专利类型 | 发明 | ||||||
| 专利情况 | 申请号 | 申请日期 | |||||
| 专利号 | 授权日期 | ||||||
| 计算机软件著作权证书登记号 | |||||||
| 项目简介 | 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新 半月板损伤修复和置换一直是国内外临床研究的重点，但由于半月板本身的形态、结构特异性强，与关节部位的骨性结构紧密相关，目前缺乏能够精准衡量半月板形态尺寸的方法和模型，从而极大限制了半月板损伤修复、置换等产品的开发和临床应用，极大影响了人民的健康生活。 本发明的目的：从人工智能、机器学习的方法出发，提出一种能够精准描述半月板形态特征，并生成可视化数字三维模型的方法，并在此基础上提出了一种人工半月板一体化成型的方法。 本项目的基本思路：基于膝关节部位的MRI、CT等影像学数据，通过人工标注结合人工智能识别的方式提取膝关节的骨、软骨以及半月板的形态，对影像数据进行三维重建，并通过机器学习的手段对模型进行迭代优化，并逆向补足半月板损伤部位的形态。结合微分的思路，通过一系列参数描述半月板的轮廓尺寸、斜面弧度等，更加精准的确定半月板的形态。进一步，通过反向建模，构建半月板的反向中空模型，采用自主设计的控温注射设备，通过高温凝胶的流体注射，在中空模型中一步完成人工凝胶半月板的构建。 本项目对半月板形态重建和参数确定以及凝胶半月板的构建方法，对临床上半月板损伤治疗、开发新型高端半月板器械极为重要。 |
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| 2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面 本项目与现有技术对比有一下三大创新点：（1）通过CT、核磁等医学影像数据构建膝关节、半月板的三维数字模型并对其进行原位融合。相对于目前一般单独采用CT或核磁的影像重建模型的方法，本项目提出通过MRI数据进行三维重建后，在形状匹配的基础上对模型进行原位融合，获得具有形状匹配性的膝关节组织三维数字模型，该方法不仅确保了MRI数据对半月板和软骨形态的准确表征，同时引入CT骨性结构数据，从组织结构、力学匹配的角度对模型进行优化，获得更为精准的半月板数字模型。 （2）采用基于人工智能的数字点云计算方法对半月板进行形状共性分析。针对半月板的形状特异性，通过人工智能的深度学习，获得具有形状共性的半月板归一化模型，并对模型参数进行识别和修正，以此可以逆向补全有缺损半月板的精细化结构，此外，本项目还基于微分的设计思路，对半月板的形态进行数学划分，设置一系列参数对半月板的轮廓尺寸、月面弧度、截面弧度进行了划分和定义，相对于一般衡量指标更加精准。 （3）本项目提出的人工凝胶半月板一体化成型方法能够更加精准的重现半月板模型的形态尺寸，减少制备过程中的误差，确保半月板形态尺寸的稳定和匹配。 |
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| 项目进展阶段 | 有样品 | ||||||
| 备注 | 原“天津中杰超润医药科技有限公司”现已迁至北京市昌平区，更名为“中杰超润（北京）医药科技有限公司”，相关知识产权目前归属于中杰超润（北京）医药科技有限公司，故第二申报单位名称为迁址后的公司名称，特此说明。 | ||||||