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人工智能辅助治疗脑深部及重要功能区病变关键技术创新及临床应用

获奖分类: 陕西省科学技术进步奖

获奖名称: 人工智能辅助治疗脑深部及重要功能区病变关键技术创新及临床应用

获奖年份: 2021

获奖级别: 三等奖

主要完成单位: 西安交通大学

主要完成人: 李扩,杜昌旺,鱼萧,王茂德,王宁,王佳,张华

成果简介:

本成果针对脑深部及重要功能区病变等重大神经外科高风险疾患,从临床诊疗难点入手,结合现今客观、成熟、可信度高的人工智能算法,将临床特点与影像特征深入结合,在肿瘤活检、微创治疗、癫痫的外科诊治、帕金森电极植入等常见病、多发病的早期诊断、精准治疗方面发挥了积极的、行之有效的重要作用。本项目相关成果转化的关键诊疗技术满足了脑深部及重要功能区病变防治的需求,并结合基础研究层面的推进,对相关病理生理变化亦进行了系统性深入研究,并指导临床用于对脑深部及重要功能区病变的早期诊断及治疗,解决了治疗时机及治疗方式的设计与选择等临床难点问题,从临床诊疗到基础研究,再由发病机制指导临床诊疗,人工智能技术贯穿始终,综合纷繁复杂的不可控因素,脱离经典的数学模型在多维度上的极尽复杂的既有模式,开创了未来疾病诊治新模式的有效探索。

项目的相关成果对脑深部及重要功能区病变的早期防治的难点问题开展了系统研究。创新性工作包括:①综合各个人工智能算法的优点,创新性的开发出简单易用的融合和3D 结构重建工具。满足了临床应用中对对配准的高精度要求。②相对计算机而言,其极短时间内推演所有可能诊治轨迹的可能性,相对人工设计而言,毋庸置疑的具有更高的准确度与安全性。并且其运算结果客观、可重复,为后期制定规范化治疗方案提供了量化依据。③结合基础研究对机制的揭示,辅之实际随访数据,建立了脑深部及重要功能区病变治疗靶点、治疗轨迹、手术范围规划图集,该图集具有重要的临床意义,而在此基础上基于机器学习训练出来的大数据模型,为后期人工智能自动化规划、自动化设计诊治方案奠定了理论基础。④系统阐述了脑深部及重要功能区病变在微创治疗方面的新策略,并提出了一整套诊断、治疗路径设计的关键技术要点。打破了对此类疾病的传统经验性诊治观点,填补了国内同领域单位在该方面的空白,为开创性研究。

本项目成果的产出得到了陕西省自然科学基础研究计划项目的支持与资助。项目相关成果转化学术论文10 篇,其中SCI 收录7 篇。作为国内一流、国际先进的应用实例,多次参加国内外顶级学术会议交流。本课题组研究共培养临床兼实验性人才6 名,其中博士研究生1 名,硕士研究生5名,2人晋升高级职称。


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