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2025年中国医院协会医院科技创新奖获奖项目简介之九
获奖项目：通用交互式虚拟手术培训关键技术研发与应用推广
奖项名称：研发创新奖
完成单位：深圳理工大学,华南理工大学附属第二医院,中国科学院深圳先进技术研究院,武汉大学,深圳大学第一附属医院
完 成 人：司伟鑫,吕建平,廖祥云,袁志勇,张猛,邹诗浩
项目简介：
1. 研究背景
传统医学教育依赖“师徒制”模式，面临手术实操机会稀缺、青年医师试错成本高、复杂病例培训资源不足等痛点。现有虚拟手术系统存在三大技术瓶颈：个体化建模精度不足、物理仿真保真度低、操作评价依赖主观经验，严重制约其临床实用性。本项目聚焦个性化解剖结构-功能高精度动态三维可视化、高保真医学物理仿真与智能评价体系构建，旨在突破技术壁垒，推动精准医疗与医疗资源普惠化。
2. 研究方法、技术路线
本项目主要方法包括：1）患者个性化解剖结构-功能高精度动态三维可视化，实现心脏、脑血管、冠状动脉等结构的高精度三维可视化及血流功能预测；2）复杂手术场景下交互式高保真医学物理仿真，研发热-力-电磁多物理场耦合实时仿真引擎；3）数据-知识联合驱动的虚拟手术操作评价体系，建立“动作跟踪-生理响应-评价标准”临床量化评估框架，实现手术技能客观评测；
3. 发明点、创新点、主要贡献
本项目的创新点包括：构建了跨尺度、多结构、多模态的患者个性化解剖结构-功能数字孪生模型，实现了患者个性化解剖结构-功能高精度动态三维可视化；建立了热-力-电磁多物理场耦合的实时仿真引擎，实现了复杂手术场景下交互式高保真医学物理仿真；构建了“动作跟踪-生理响应-评价标准”临床量化评估框架，建立了多术种、智能化的虚拟手术操作量化评价机制。本项目共发表论文20篇（其中SCI JCR Q1论文9篇，Q2论文6篇, CCF B类论文1篇），授权专利12项，出版专著4部，顺利完成国家/省/市级纵向研究课题8项，研究经费共计2530万元。
4. 应用推广情况
构建了“技术研发-标准制定-临床转化-人才培养”推广模式：研发的虚拟手术系统在多家三甲医院验证应用，覆盖电视胸腔镜肺叶切除、颅内动脉瘤夹闭等复杂术种；出版《简明模拟医学》《模拟神经外科学》等4部专著，其中《简明模拟医学》为国内首部系统化模拟医学教材，《临床技能学（全英版）》填补我国全英临床技能教材空白，被多所高校用于课程建设；提出的临床实践技能虚拟仿真应用技术体系标准被《中国全科医学》收录，推动手术培训标准化。
5. 社会或综合效益
本项目项目通过技术研发、标准制定、临床转化、人才培养闭环生态，通过减少手术风险、优化医疗资源配置，产生广泛社会福祉价值，成为健康中国战略下医疗高质量发展的重要引擎。本项目的多项相关技术已应用于7家三甲知名医院，服务3300多名患者；相关技术应用于广东省虚拟医学科技有限公司多款虚拟手术训练产品，累计实现经济效益约600万元。
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