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研究生团队开发“天目”一秒开出云处方

  CT一拍完就可以立即得到最优化的手术方案,这是由天津大学机械学院师生创业团队研发的“天目系统”给临床医学带来的神奇变化。近日,该项目获批国家重点研发计划。“天目系统”的广泛应用将极大提升临床骨折手术的复位精度和诊疗效率。

  随着经济社会发展,人口老龄化加剧,交通运输规模大增等因素影响,创伤性骨折正成为影响人类生命健康的突出问题,全球每年下肢骨折患者超过2000万人。下肢骨折手术和康复不当,会导致运动功能障碍甚至严重残疾。

  然而,骨折手术风险高、精度差,术后康复过程存在盲目化、随意化、经验化等问题。很多患者由于手术固定失效、骨折不愈合、畸形愈合而导致下肢功能障碍。

  传统的骨折复位手术,医生需要对着患者的X光片量尺寸来确定复位距离,这样的手术精度并不高。目前主流的骨科医疗软件,虽然能提高手术精度,但往往需要医生熟练掌握患者十几项数据指标的测量方法,对医生而言学习周期长,极大地影响了手术效率。

  “天目系统”的创意来自天津大学机械学院2017级硕士生闫巍。几年前,他偶然看到这样一个工作场景:一位50多岁的医生,手术前拿着尺子,对着患者的X光片找位置测数据,一站就是两个多小时。

  他想,医生的专长是诊断和治疗,要是能研发一个系统,将医生从繁重的精确测量和计算工作中解放出来,一定会大大提高诊疗效率,让医生患者双受益。

  有了这个想法,闫巍开始向自己的研究生导师、天津大学机械学院孙涛教授请教。

  一个还没毕业的学生,突发奇想要解决临床医疗上的一个大难题,爱徒的“不务正业”让孙涛着实吃了一惊。事实上,他们所在的是机构学与机器人系统实验室,主攻方向与医疗技术并不直接相关。可闫巍的热情和韧劲打动了孙涛,他决定帮助闫巍把这项成果作出来。为此,孙涛还带着闫巍去天津最有名的骨科治疗医院,向创伤骨科第一线的医生请教相关问题。

  研发开始了,闫巍发现,自己对于医疗领域的专业内容几乎一无所知,每次他和导师去医院请教,医生们说的专业术语都让他如堕云里雾里。闫巍买来了很多医学教材,和团队成员一起啃下难懂的医学知识,还购置了完整的人体骨骼模型自己摸索。

  “矢状面,冠状面,机械轴,内外踝……”作为团队的负责人和专家,孙涛每天会带着学生们一起“背单词”,了解骨折分型及原因。“我们去看了很多次手术,为了验证系统中的导航模块,还向医院申请了尸体实验,有些同学晕血,可心里再害怕,也没有一个人离开”。

  经过师生们不懈努力,“天目系统”终于横空出世。“天目系统”全称下肢骨折精准复位手术与量化康复一体化在线诊疗系统。“系统就像一台聪明的大脑,可以远程为骨科医生提供‘傻瓜式’诊断支持。”孙涛介绍,“天目系统”的优越性不仅在于高效准确,更在于它的便捷性和普适性。

  “天目系统”在提高精准度上,有一套自己的办法。传统骨科诊断依赖两张X光片,医生需要在X光片上画出数条参考线,再测量13个数据作为依据。而“天目系统”可以直接采用CT影像数据,通过技术将其进行三维重建,利用3D模型提取关键数据,而这些过程都是通过后台的“大脑”瞬间完成的,免去了医生的大量测算工作。

  它的操作更为简单,充分考虑到了不同地区硬件医疗条件的不同、不同医院电脑兼容性不同等问题,目前医生只需打开网页输入患者的三维CT数据,系统会自动得出损伤部位最优化的复位位置和姿态数据,医生可以很快给出一份准确率极高的互联网云处方。

  目前,“天目系统”已经为天津医院45例临床手术提供了数据支持,天津医院创伤骨科主任医师张

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