一、基本情况

近年来，全世界各类灾害事故频发，而我国是世界上遭受自然灾害事故最严重的国家之其中致命性大出血是导致人员死亡的主要原因之一，现场及时发现并快速有效止血可显著降低伤员死亡率。灾害事故现场环境恶劣、致伤因素复杂、伤员伤情多样、出血部位多变对现场出血快速识别与救治带来极大挑战。

在创伤性出血中，内脏破裂出血及大血管等不可压迫性的出血尤为难以诊断并及时治疗首是世界性难题，我国也面临着相同的困境:缺乏针对伤员脏器及大血管出血的快速有效的现场诊治手段，随着 5G 技术和人工智能自动化水平的提高，将可以远程操控指导和协同调度的多学科专家联合智能机器人技术用于现场脏器及大血管出血的诊治正逐步成为理想的研究方向。在介人机器人领域国内外科研机构已开展广泛研究:

在国外有 Hansen Medical 公司研制的机械式主动导管技术系统、Stereotaxis 公司研制磁力导航定位系统以及哈佛大学团队研发的实时三维超声波导航技术等;在国内天津大学研的国内首款腹腔镜手术机器人(天大妙手 S)已通过 5G 技术远程跨区域开展手术，中国科学院深圳先进技术研究院在血管介人手术治疗装置系统研究方面自主开发了多套介人治疗推进机构。尽管国内外对介人机器人研究广泛，但目前尚无用于灾害事故现场出血诊治的机器人设备，因此，针对出血伤员亟需研发快速诊断、止血一体化的止血机器人系统。本项目拟通过突破体内精确感知与智能操控技术瓶颈，将血管内介人技术和机器人技术结合，构建智能辅助的精准化止血操作方法，研制国内首套具有完全自主知识产权的集快速诊断、介人止血一体化的止血智能机器人，填补灾害事故现场致命性大出血快速识别与救治智能化装备的空白，为全面提升我国公共安全保障能力提供有力的科技支撑。

项目负责人侯世科：医学博士、主任医师、教授、博士生导师，国内著名灾难医学专家、天津市杰出人才、享受国务院特殊津贴。现任天津大学应急医学研究院名誉院长，天津大学温州安全（应急）研究院院长。从事救援医学实战、科研教学近 20 年，参与组建中国国际救援队并担任首席医疗官，先后率队参加印尼海啸、印尼日惹地震、海地地震、玉树地震、汶川地震、某部腺病毒重大疫情防控、天津港 8.12 特大火灾爆炸、抗战胜利 70 周年外军保障等 20 余批次国际国内救援行动和重大活动保障，出色完成任务。长期致力于灾难医学组织管理、救援技术、装备信息研究工作，带领团队建成国内第一个医学救援技术工程中心、救援临床医学中心，主持国家科技支撑计划、国家卫计委重大专项课题、国家自然科学基金重点项目等国家级课题 5 项，获得全军及天津市各类课题共 20 余项。获国家科技进步二等奖 3 项、全军教学成果一等奖 1 项、天津市科技进步一等奖 2 项、武警部队科技进步一等奖 2 项以及中华医学科技奖等省部级奖励 22 项，发表论文 150 余篇，其中 SCI 收录 20 余篇，获得发明专利 5 项、实用新型专利 42 项，主编出版专著 18 部。

本项目前期合作和纵向课题支持情况：2022 年度国家重点研发计划“重大自然灾害防控与公共安全”重点专项“快速诊断和介入止血一体化智能机器人关键技术与装备研发” 经费 1583 万元；2023 年温州市专项产业化项目经费支持，

311 万元；2024-2025：温州市重大科技攻关项目经费支持

330 万元。

项目研发团队本拥有在医学急救领域、临床和灾难现场急救经验丰富、高新医疗企业支撑、不同学科专业优势互补的科技人才队伍；聚集了一批思路活跃、勇于探索创新的青年骨干，形成了院士领衔、教授支撑、企业参与、青年骨干为主体的学术梯队和年龄与知识结构合理、学历层次高、专业覆盖面广、技术力量雄厚的学术队伍。本团队成功研发出第一款取得三类医疗器械注册资格证的国产滚压泵型 ECMO 设备，对医疗设备产品设计开发、临床、注册等领域具有丰富的经验。

项目协同单位为天津大学温州安全（应急）研究院是天津大学和温州瓯江口管委会合作共建的研究院、天津大学和温州瓯江口管委会的二级直属单位，由天津大学应急医学研究院抽调骨干力量筹建，围绕安全应急领域，以生命健康产业为主导方向，聚焦应急医疗装备器械与药品等产业，发挥天津大学品牌辐射效应，集聚国内外创新创业资源，建成集技术研发、成果转化、产业孵化、技术咨询等功能于一体的新型研发机构。

二、技术情况

本项目拟解决的关键科学问题:(1)结构/感知/控制复杂多元系统在动态交互环境中的一体化协同机制;(2)血管自动分割与出血诊断模型的构建；

拟解决的关键技术问题:(1)结合多模态影像数据、医生诊疗经验和出血信息参数，构建血管智能分析与出血诊断算法模型，实现手术效果评估与风险评估，并验证模型的准确性与通用型;(2)基于介人手术机器人技术，融合所选工具信息及人员操作信息，研究人机协同中混合术者直觉、经验、行为的学习方法，实现机器人精准化;(3)基于多元异构数据实现介人手术术中各环节态势智能感知,构建手术场景理解及预警模型，研发面向手术态势感知、导航与交互系统的软件，并实现网络环境下的动态重组与集成。(4)基于 AR 及 5G 通讯技术，开展包括远程培训，远程操控，专家实时交互指导等系列操作，提升救援质量。

针对以上问题拟开展的主要研究内容:

研究面向多种手术操作器械的普适性、易拆卸的装配技术，解决不同介人器械的适用化问题;研究运动误差校正方法和力反馈感知技术，解决手术机器人操作的精准化问题;对止血作业流程的自主化可行度进行分析，融合力反馈和影像数据设计止血作业的自主化分级策略，建立人机协同的快速安全止血操控策略;研究快速诊断和介人止血一体化智能机器人的硬件设计和装配，融合器械的自适应加持、通用化和精准化设计，辅以远程控制模块，实现血管介人机器人的实体构建。

本项目“介入止血机器人研发”属于医疗设备行业，拟针对模块化器械兼容研究、介入机器人精准化问题研究、人机协同的安全操控策略研究、体外模型循环台验证、血管介入止血机器人样机研发、AR 眼睛+5G 远程部署技术研究等研究内容进行研发，创新点如下：创新点 1:技术创新 突破体内精确感知与智能操控技术瓶颈，将血管内介人技术和机器人技术结合，构建智能辅助的精准化止血操作方法;2、创新点 2:产品创新 研制国内首套具有完全自主知识产权的集快速诊断、介人止血一体化的止血智能机器人，填补灾害事故现场致命性大出血快速识别与救治智能化装备的空白。

本项目拥有 ECMO 产品相关专利 5 项，专利价值 1000 万元，目前项目成熟度已达工程样机阶段。

三、产业化前景科学价值:

本专题的实施，将填补我国灾害现场一体化诊断介人止血机器人的空白。此外,本研究不仅包括了工程领域的多项关键科学技术问题,还包含了工程力学、材料学医学等多个交叉关联学科，在技术上解决灾害事故现场大血管止血、创面敷料三态转化和敷料载药性的难题，实现了不同学科与领域之间的相互交叉、渗透与融合。本项目采取医工结合的形式，引领科技进步，助推国内相关医疗卫生企业发展，助力“中国人工智能 2030”重大项目发展规划，打造“产+学+研+ 医”的产业布局提升我国的科技影响力。

社会效益:

本专题的研究成果血管介人止血机器人在应急医疗救援队伍中的应用，能够提升救援队伍水平和救援人员能力，降低灾害相关死亡率，挽救伤者生命，造福社会,促进了数百万家庭的幸福生活，增进了我国社会稳定，为国家做出重大贡献经济效益:

通过本课题的实施，有望提升灾难现场伤员救治的成功率，降低死亡率。在开展技术创新与研发过程中，通过产学研结合，促进科研单位、高校和企事业协同创新，实现灾害救援医学救治理论技术与工程应用的有机融合，形成用于自主知识产权的新型快速识别和止血技术与装备，摆脱国外进口性依赖，节省巨额费用支出相反，相关技术与装备可进行世界出口，创造显著的经济效益。产业化规划:

本课题在研发过程中将以可产业化为关键目标，在设计开发过程中将以 YY/TO287-2017《医疗器械质量管理体系》为依据，提供该产品完整的设计开发资料，以缩短后续可能出现需取得产品注册证的时间，为后续的产业化道路做好铺垫;另外在本课题研发过程中，其知识产权或研发成功将以对外合作、授权使用、打包销售等方式与外需方进行合作;当本课题研发成功后，将寻求本地投资方进行融资以共同合作的方式成立企业进行产品落地生产、销售等活动。

四、实施需求

经前期测算，本项目最终达到获取三类医疗器械注册证程度需要花费科研经费约 8000 万元；需运营场地、万级洁净车间和普通车间共计 5000 平方米，场地费用需花费约 1300 万元；人员方面需招聘产品经理、临床工程师、硬件工程师、软件工程师、机械结构工程师、算法工程师、测试工程师、研发助理/研发采购、商务/资源调度/公司运营、财务和人事等，所需人力成本约 600 万元，需招引投资约 5000 万元。