大学生创新创业训练计划项目结题报告

大学生创新创业训练计划项目

结题报告项目名称：妙手——虚实结合的医疗培训系统队伍名称：妙手团队联系人：无心电话：电子邮件:地址：福建省福州市建新镇上下店路福建农林大学福建农林大学

(1)能源动力费0(2)会议费000(3)差旅费000(4)文献检索费000(5)论文出版费3000申请各种技术专利150015002.仪器设备购置费5000购买各种技术设备、相关元器件、服务器等250025003.材料费0004.企业注册金5.学校批准经费8000

一、基本情况项目名称妙手——虚实结合的医疗培训系统所属学科学科一级门：医药科学学科二级类：临床医学申请金额17400元起止年月2020年6月至2021年6月主持人姓名齐心性别女民族汉出生年月1999年11月学号联系电话宅：手机：指导教师袁祥州联系电话宅：手机：企业导师刘向群联系电话宅：手机：主持人曾经参与科研的情况2019年参与大创项目的申报2019年参与福建农林大学二下乡暑期调研，获“校社会实践先进个人”在《农业经济问题》、《国际商务》、《国际经贸探索》和《亚太经济》等诸多经济类权威和核心刊物上发表论文十余篇，现为国内多个经贸类核心期刊匿名审稿人。先后主持和参与国家社科重大、国家自然科学基金等项目十余项。主持过如下项目：①国务院发展研究中心委托课题：中国主要农产品国际竞争力分析与对策研究、国务院发展研究中心国际合作局、4万元、结题、指导教师承担科指导教师承担科研课题情况指导教师承担科研课题情况②福建省教育厅中青年教师教育科研项目：中国农业收入保险补贴制度研究、福建省教育厅、1万元、在研、2015.07-2017.07指导教师承担科研课题情况③金砖国家智库合作中方理事会2019年委托课题：金砖国家农业支持政策比较与合作机制创新研究、中联部金砖国家智库合作中方理事会、8万元,④金砖国家智库合作中方理事会2020年委托课题：金砖国家全球农业治理的优先领域与策略选择、中联部金砖国家智库合作中方理事会、8万元,

企业导师担任的职务及科研情况北京犀牛数码科技有限公司法定代表人•有着丰富的VR产品开发和项目管理经验，中国VR/AR人才培训开拓者。・鼓励大学生创业创新，从事VR与3D互联网从业经验，目前任职虚拟现实产业联盟理事、中国虚拟现实和可视化联盟理事、工信部虚拟现实联盟成员等。指导教师、企业导师支持情况指导老师项目市场部分全面支持企业导师进行资源、渠道、共同研发等支持项目组主要成员姓名学号专业班级所在学院项目中的分工陈子萌19生态一班林学院后勤管理二、项目成果(-)项目简介本团队已研制出第一代产品一一“妙手”，本产品基于VR虚拟认知培训的基础上，增加3D类实操手术模拟培训。以脑穿刺手术为研究对象，研制支持脑穿刺手术模拟训练的原型系统，涵盖手术室场景、手术环境、手术全流程，满足临床教学对组织、器官的精准性以及操作过程真实的手感的需求。目前市场上都迸发对教具的高精准性、真实性的需求，“妙手”系统以“虚拟现实训练为辅,3D类实操为主”的培训系统，将真实还原脑室穿刺的手术过程，能让基层医生能够体验到真实手术中的手术手感并充分了解熟知整个手术过程，缩短医师培训周期，为医学教育事业提供优质的服务。.(二)项目研究的目的、意义最常见的脑部病变即为脑脊液积聚引起颅内压升高。而脑穿刺手术能有效地控制颅内压的增高，导出被感染的脑脊液。神经外科副主任职称以下医师及见习医师，均必须掌握脑穿刺手术，该项手术作为考核医师能力标准之一考核成本十分高昂。由于传统的医疗培训采用的是动物活体进行脑穿刺实验，而人的尸体不存在脑脊液，动物的颅脑结构与人脑相差较大，导致损伤的部位不一致，一些敏感测试并不能应用于动物模型。因而目前的培训测试系统并不完善。目前市场上的VR临床医疗培训仍存在一个问题，不能实现手术中的力反馈。因此，我公司通过3D打印技术打造颅脑模型，实现虚实结合的医疗培训,达到实操效果。既能够重复利用，降低考核成本，也能够进行各种敏感测试，打破限制，还能够实现手术中的力反馈，能够极力还原手术现场。(三)项目成果内容令获得3D打印颅脑肿瘤及动脉瘤实体模型在神经外科临床中的应用技术奖令获得利用计算机辅助设计与制造技术的侧脑室额角穿刺术研究及创新技术奖今获福建医科大学教学成果奖一等奖令获得国家、省、厅项目10余项令已发表文章14篇，其中SCI4篇，EI3篇令已授权发明专利8项，已受理新申请发明专利5项详细列表如下：论文计算机三维重建技术下模拟侧脑室额角穿刺方法的探讨中华神经外科杂志，2015,31(3).基于颅脑CTA3D打印技术在颅内动脉瘤手术治疗中的应用中国微侵袭神经外科杂志,2016,21(6).3D打印技术在大脑镰旁脑膜瘤切除术中的初步应用中国全科医学，2016,19(24).3D打印技术在蝶骨崎脑膜瘤切除术中的应用价值中国肿瘤临床,2017(22).3D打印技术在颅内动静脉畸形个体化治疗中的初步应用体会中华神经外科疾病研究杂志,2018(01).基于计算机三维重建技术的改良侧脑室额角穿刺术研究福建医科大学学报，2017,51(1)一种用于侧脑室模拟穿刺模型的研制与应用中国医疗设备(待发表)专利一种用于颅骨缺损的脑保护装置专利号：.8一种侧脑室额角穿刺辅助定位器专利号：.X一种侧脑室穿刺手术演练装盒子及其使用方法专利号：.1具有真头触感的沉浸式神经外科手术模拟方法专利号：.5一种基于AR增强现实技术的侧脑室穿刺手术教学工具专利号：.5

3D打印技术在脑膜瘤实体解剖模型的制作及应用研究福建省自然科学基金项目（10万）2015.04-2018.0具有近真实感的侧脑室穿刺演练装置开发福建省医学创新课题（12万）2017.04-2020.04颅脑3D虚拟模型及其实体解剖模型在神经外科临床教学中的实践与探索福建医科大学教改课题（2万）2017.04-2019.04虚实技术结合的颅脑认知训练教学系统开发与应用2017年福建医科大学教学成果奖一等奖3D打印颅脑肿瘤及动脉瘤实体模型在神经外科临床中的应用2014年福建省立医院技术创新奖利用计算机辅助与制造技术的侧脑室额角穿刺术研究及创新2016年福建省立医院技术创新奖其他医学领域研究成果如下表论文NumericalanalysisoftoothmovementindifferentplansoftransparenttoothcorrectiontherapiesHealthCare.TechnologyandHealthCare.2015,23:299-305(SCI)InfluenceofFrictioninInvisalignTreatment:FiniteElementMethod.JournalofMechanicsinMedicineandBiology.2015,15(4)(SCI)隐形矫治中不同移动方式下颌尖牙的机械响应医用生物力学,2014,(6):54-547儿童切牙整体移动诱导方案的验证和评价医用生物力学,2014,(4):334-338替天期儿童前牙反牙颌隐形诱导矫治病例报告2例.福建医科大学学报，2013,47(6):398-398ARecognitionMethodBasedontheCurvatureFeatureforIdentifyDentalAnatomicReferencePointsfrom3DDigitalModel.2014InternalionalConferenceonMedicineSciencesandBioengineering一种无托槽无痕矫治器矫治力实时检测方法专利号：ZL20141.7一种牙颌生长发育规律的数字化测量方法专利号：ZL20131.7一种无痕矫治器的三维力测量系统及测量方法授权公告号：CNB富舞覆有涂膜厚度补偿的无痕矫治器矫治力测专利号：ZL20141.9

或种诱导儿童牙齿合理排列的装置及其制造方专利号:ZL20142.3一种实物模拟电脑图像的制造方法.专利号：ZL20101.X豆种可多级引导的牙种植导向装置及其使用方《玄・专利号：ZL.8穆系统孔钻的手术引导装置及其制作、使专利号：ZL.8Point-registration软件登记号：2015SR074443口腔模拟种植示教系统的研究开发福建省卫生厅-教育厅（45万）2（n7.01-2019.01数字化种植外科技术的开发研究与应用福建省卫生厅-教育厅（40万）2014.01-2017.01吗界《童的个性化牙齿透明无痕诱导器的研制福建省科技厅（30万）2012.04-2015.10个性化数字种植外科手术的开发研究与应用福建省卫生厅-教育厅（37万）2008.01-2011.01（四）产品功能.。加强临床科研思维能力V熟知脑室穿刺手术过程V真实还原脑室穿刺手术手感.实现手术步骤模拟：定位、切头皮、撑开头皮、颅骨钻孔、穿刺置针（五）成果特色1.技术特色本项目在福州设有研发中心，同时有福建省立医院主任医师和北京犀牛科技有限公司首席专家作为团队顾问，保持技术的领先性。公司团队拥有多模态数据融合人体三维模型开发、3D打印技术在颅内肿瘤疾病治疗、手术训练虚拟系统研制与开发、3D打印模型的医学病变器官检测研发经验、生物材料3D打印关键技术研究。)VR模拟操作优势：引导式的教学让培训人员掌握手术流程、了解组织结构与相关操作，系统带有评估系统可对培训人员的手术操作进行评估。其利用MR、VR及深度学习理论开发出侧脑室穿刺手术虚拟及实体训练系统并将其用于培训人员的手术过程训练，提升受训者手术技能、掌握手术流程及提高阅片能力。)3D实体模型操作训练优势：实体模型具有与人体组织高度相似的力反馈，训练时感受到与临操作高度相似的手术体验。模拟各种颅内压，模拟穿刺过程与实际手术一致，操作触感真实，包括颅骨钻孔时内外板的手感差异、穿刺针进入侧脑室的突破感及脑脊液流出速度等。同福建省立医院、福建医科大学附属协和医院、福建省肿瘤医院等本地三甲医院，福建医科大学等医学高校，保持着长达5年的合作关系，积累了大量的有效数据与临床经验。.性能优势产品优势在于：V实现教学病例永久保存J实现个性化疾病精准教学J促进教、学双方有效互动J实现个性化医患沟通J还原真实手术手感.成本优势当前临床教学训练通常使用仿真设备，成本昂贵并维护成本高，若要达到真实手术手感需利用尸体训练，而我国目前尸源少且成本高昂贵。本项目采取可拆、可组装、可替换的标准化3D模型生产，除手术中被破坏的脑室结构外，其他部分模型均可拆装从而达到重复使用，产品的重复使用率高，后续投入低廉。.行业及市场前景1)国家政策大力支持“十三五”规划中明确提出运用虚拟现实等技术，提升科技自主创新能力和技术研发能力。《信息通信行业发展规划（2016-2020年）》中指出要以技术创新为突破，带动虚拟现实、人工智能、3D打印等领域核心技术的研发和产业化。2）临床医患关系压力大在传统的医患关系难题中，临床作为风眼往往承担着最大压力。医患双方存在的巨大共识就是，精密仪器等必要手段的引入。所以，在术前准备和术中辅助中运用模拟手术训练，具有很大价值。3）外科技术更新成本高在外科领域，医疗知识每隔6〜8年就要翻一番，所以外科大夫在专业教育上尤其是在继续教育上需要不断追求对新技术的学习，但是这种新技术的学习成本是极其高昂的，且方法是复杂的。而模拟手术训练可以在某种程度上帮助大家学习或者熟悉这种新技术。鉴于以上的三点机会，我们抓住这个时机展开了我们的项目。在依靠国家要求提升科技自主创新能力的政策下，我们利用VR和3D各种技术设计出实体模型。我们的实体模型能够帮助医生进行模拟仿真手术训练，减少临床医患关系。除此之外，实体模型的反复应用也能够降低外科技术的更新成本。（六）实践意义专业应用领域，突破了目前各类培训系统无法实现力反馈的限制瓶颈。在颅脑模型后侧设计注水孔，通过水压模拟颅内压，从而达到对穿刺针的受力分