医工交叉研究大都由医生在临床实践中发现问题与需求,并在工程技术方面寻求工程师的专业帮助,进而完成合作研究。然而,医工交叉的合作效果往往由于互相了解不够,沟通困难而大打折扣。在此背景下,生物医学工程专业的诞生与其人才培养逐渐为医生与工程师之间提供更有效的沟通:临床问题由医生提出,通过生物医学工程的专业研究,不断开发、改进创新技术,完善医疗器械规格,再由工程人员完成最终设计与制造,经过测试并验证安全性与有效性后,创新的医工交叉结合的产品就可以申请医疗器械上市许可证,使临床问题得到圆满的解决,实现有效的临床转化。

        目前数字医学教育部工程研究中心的团队结合了上海交大附属医院的临床医生与上海交大生物医学工程学院各专业近百位的生物医学工程科研人员,涵盖医学影像、计算机科学、生物学、材料学、力学和电子电机等多学科的交叉领域。总体目标是促进生物医学,工程学和计算机科学等多学科之间的联系,并创建跨学科、多元研究团队,对复杂的生物医学现象进行系统的分析研究及解决临床相关问题。

        数字医学教育部工程中心在核心技术支撑研究上,全面依托上海交通大学生物医学工程学院的研究成果。在医学影像领域,开展多模态成像方法及科学应用研究、医疗机器人影像导航系统与技术研究、医学影像人工智能技术与应用研究。在生物力学与计算机科学领域,研究肌肉骨骼系统中从细胞到组织到人体运动的多尺度临床问题,涵盖从力生物学基础科学,医学影像,计算模拟仿真到功能评估再到手术治疗,多尺度多模态结合大数据分析和深度学习,探究疾病成因和优化康复过程,为疾病的预防、诊断和治疗提供有力的支持。在系统生物学领域,研制和开发创新性的测量仪器和生化技术,对正常生理和疾病状态下的生物分子、细胞、组织和器官进行多维度的系统性测量,获得多种生物标本的组学数据和影像数据。创建各类生物信息学方法、计算生物学方法和智能影像分析技术,构建大规模生物分子网络、组织和器官的三维整体成像数据,以及多种影像学数据,对跨尺度分子功能,细胞网络和组织器官结构进行深入理解和分析。  

2022年度工作展望

        中心2022年度将主要围绕医疗器械、医学影像、生物力学、生物医学和3D打印这5大领域,继续加大医工交叉研究的深度,在促进产学研成果转化方面,加大中心和企业的研发与合作,以及中心科研成果的转化。其次,中心还将完善现有科研平台的建设,聚焦骨、关节、脑疾病的诊断和治疗,加强原创4D磁共振序列技术与重建算法开发,为多项微创治疗技术提供磁共振成像导航;加速和优化生物力学在康复科的临床应用与转化;围绕大脑微观结构精准定位问题、脑功能区域链接问题、疑难脑疾病的诊断和发病机制进行研究;利用多模态数据融合研究帕金森综合征智能诊断与运动康复机制;在距下关节不稳、踝关节不稳、矫形机器人研发等相关方面取得实质性突破;开发自由臂超声快速三维成像系统;在 3D 打印、智能可穿戴医疗仪器开发和基于影像的生物力学临床应用与转化方面,为临床、相关行业和企业提供先进技术支持和服务。

        中心也将积极加强国际和国内合作,组织召开各类医工交叉学术交流会议,为中心青年人才的发展搭建平台,为中心后续发展增加后备动力。拟通过与国际国内研究机构、临床医院和企业建立联合实验室、联合申报项目的方式,开展双边学术交流,以及在全国范围的临床医院内推广医工交叉,将中心的影响力辐射全国医院,建立分中心,为团队建设和人才培养创造良好环境,为产学研成果转化提供有力的支持。 

        未来希望通过数字医学教育部工程研究中心的医工交叉平台,进一步促进临床医生与生医工科研人员及工程专业人员互相认识、讨论及交叉合作,共同解决临床问题。 在实质转化方面,中心也可以协助辅导,共同发表科研成果及申请医疗器械注册证,使科研转化更有效益。