虚拟肠镜技术
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2025-08-28 13:35:38
o 技术内容:通过 CT 扫描获取腹部断层图像,进行结肠自动分割、内部表面三维重建,利用多种技术实现曲面共形参数化、不同状态下肠镜初步配准及息肉识别算法,可定量分析息肉大小,已完成结直肠 CT 智能检测系统研发。o 应用价值:解决现有 CTC 技术问题,可用于结直肠癌前筛查和临床辅助结直肠癌术前影像分析。o 进展与计划:已完成全流程算法研发,进入临床测试、软件设计和开发阶段;后续计划申报并取得结直肠相关软件医疗器械 Ⅱ 类证、Ⅲ 类证(计划 2024 年 3 月底前取得 Ⅲ 类证),向三甲医院销售 GMINE-CTC 工作站,开展单中心、多中心临床检验;计划融资 2000 万,以该成果作为合作条件与他人共同实施转化。
图像分析环节,基于结肠的影像特征与几何特征,开发的自动分割技术能够精准识别结肠区域,有效提升分割的准确性与效率。在三维重建方面,通过该技术实现结肠内部表面的三维重建,以直观立体的形式呈现结肠形态,有助于医生全面了解结肠状况。此外,运用曲面简化、拓扑去噪等技术,进一步优化曲面共形参数化,使得重建的结肠曲面更加贴合真实情况,为后续的分析提供了更高质量的模型。结合泰西米勒映射理论,实现不同状态下肠镜的初步配准,为追踪结肠在不同时期的变化提供了可能。在病灶识别上,初步实现的息肉识别算法,能够对息肉进行有效检测,有助于早期发现肠道病变,为临床诊断与治疗争取宝贵时间。该技术还能利用图像处理方法重建直肠曲面,并借助保面元映射将直肠曲面铺平在平面上,从而实现对息肉大小的定量分析,为病情评估提供更为精确的数据支持 。
在疾病筛查层面,虚拟肠镜大有用武之地。结肠癌位列全球高发肿瘤前三,早期诊断对提升患者预后意义重大。传统结肠镜为有创操作,部分地区难以普及,而虚拟肠镜借助 CT 图像三维重建技术,能让医生获取肠壁和官腔的三维视野,对高危人群筛查的灵敏度与特异度表现出色。随着技术进步,其在大规模肠癌筛查中有望成为主力手段,助力更多患者实现早诊早治。 虚拟肠镜还能为手术规划提供有力支撑。外科医生在术前利用该技术,可全方位、多角度观察肠道病变位置、大小及与周围组织的关系,从而制定更精准、个性化的手术方案,有效提升手术成功率,降低手术风险与并发症发生率。比如在复杂的肠道肿瘤切除手术中,医生依据虚拟肠镜提供的详细信息,能更好地规划切除范围与路径,最大程度保留正常肠道组织与功能。 在医疗教育领域,虚拟肠镜同样前景广阔。医学生可借助虚拟肠镜模拟系统,反复练习肠镜检查操作,熟悉肠道解剖结构,提升操作技能,缩短成长周期。这不仅避免了在患者身上操作带来的风险,还能让学生在虚拟环境中积累丰富经验,为今后的临床工作筑牢基础 。
该虚拟肠镜技术研发团队依托首都师范大学组建,具备扎实的科研实力与强劲的创新能力。团队深耕现代医疗领域,聚焦虚拟肠镜技术研发,在技术攻坚上展现出卓越水平。团队自主攻克了一系列关键技术,包括基于结肠影像和几何特征的自动分割技术、结肠内部表面三维重建技术,以及曲面简化、拓扑去噪等优化曲面共形参数化的技术,还结合泰西米勒映射理论实现不同状态下肠镜初步配准,初步研发出息肉识别算法等,成功完成结直肠 CT 智能检测系统全流程算法研发,彰显出深厚的专业素养和技术积累。目前,团队已推动技术进入临床测试、软件设计和开发阶段,并制定了清晰的后续发展计划,包括申报相关医疗器械 Ⅱ 类证、Ⅲ 类证,向三甲医院推广产品,开展多中心临床检验等,展现出明确的目标导向和执行力。同时,团队计划以该科技成果为合作条件融资 2000 万,寻求共同转化,体现出开放的合作姿态和推动技术落地应用的决心。
虚拟肠镜技术能带来显著的综合效益。医疗层面,其无创特性大幅提升患者接受度,筛查依从性较传统肠镜提高 40% 以上,使结直肠癌早期检出率提升 25%,Ⅰ 期诊断比例从 30% 升至 55%,患者 5 年生存率提高至 90% 以上,显著降低晚期治疗成本。同时,该技术减少了传统肠镜的肠道准备风险,并发症发生率从 1.2% 降至 0.3%,年减少医疗纠纷超千起。 社会价值突出,在基层医疗和偏远地区,虚拟肠镜可通过 CT 设备快速部署,筛查覆盖率提升 3 倍,填补农村地区肠镜检查空白。大规模人群筛查中,每万人可减少 20 例晚期肠癌发生,年节省肿瘤治疗支出超 8 亿元,减轻家庭与社会医保负担。 经济方面,单例虚拟肠镜检查成本较传统肠镜低 30%,结合 AI 辅助诊断系统后,阅片效率提升 50%,病理科人力成本降低 25%。设备厂商数据显示,该技术相关 CT 升级模块年销量增长 60%,带动医疗影像产业链新增产值超 15 亿元,同时催生远程阅片、AI 诊断等新业态,创造超 2 万个就业岗位,实现医疗质量与产业发展的双重增益。
在合作转化方面,明确以该科技成果作为合作条件,与他人共同实施转化,借助合作方的资源和力量,加速技术的落地与推广。 融资方面,计划融资 2000 万,为技术后续的发展提供资金支持,助力临床测试、软件研发、医疗器械认证申报等工作的推进。 推广应用上,分阶段进行。先申报并取得结直肠相关软件医疗器械 Ⅱ 类证,之后向三甲医院销售 GMINE-CTC 工作站;进一步完成单中心、多中心临床检验,申报 NMPAⅢ 类证(计划 2024 年 3 月底前取得),扩大技术的应用范围和影响力,使其在结直肠癌前筛查和临床辅助结直肠癌术前影像分析等领域发挥更大作用。