面向胃肠道疾病无创诊查的微型仿生机器人系统关键技术研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61673271
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0306.自动化检测技术与装置
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The incidence and mortality of gastrointestinal diseases are increasing year by year, it has become the focus of international research, prevention and control. The early-stage cancer can be cured and canceration can be intervened by the present medical level, but there are still some difficulties at present. Firstly, it is lack of early-stage and noninvasive detection methods and means for gastrointestinal malignant tumor. And secondly, the gastrointestinal functional disease has become a danger to people's health and living standard as the persistent ailment, the diagnosis of mechanisms of these diseases is dependent on the noninvasive detection of gastrointestinal physiological parameters, but the current detection technique and means exist defects. Basing on the existing research, this project regard the gastrointestinal tract of living animal as the research object. Through exploring the bionic micro-robot technique that the robot can be controlled to locomote in the gastrointestinal tract and expand radially in the collapsed and folded gastrointestinal tract, the noninvasive detection technique of pressure, temperature, pH value and tissue image in the gastrointestinal tract and the detected data transmission and processing technique, the project aim at solving the problems of the early-stage and noninvasive detection methods for the gastrointestinal disease, and to lay a theoretical foundation for further clinical application.
胃肠道疾病的发病率和死亡率逐年升高,已成为国际社会研究和防控的重点。现有医学水平虽可以干预组织癌变的进程甚至治愈早期癌,但目前存在的困难是:缺乏对胃肠道恶性肿瘤早期和无创的检测方法和手段;同时,胃肠道功能性疾病已成为危害人民健康和生命质量的顽症,对该类疾病发病机制的诊断依赖于胃肠道生理参数的无创检测,但目前的检测技术和手段存在缺陷。本项目基于早发现、早诊断和早治疗的诊疗模式的发展需求,针对胃肠道恶性肿瘤、胃肠道功能性疾病的早期和无创诊查问题,在现有研究工作的基础上,以活体动物试验和活体动物胃肠道疾病模型为研究对象,通过对在胃肠道内可控运动、能对塌陷和褶皱的胃肠道实施径向扩张的微型仿生机器人技术,面向人体环境的无线能量传输技术,胃肠道腔内压力、温度、pH值和组织图像的无创检测及传输技术、检测数据处理技术等方面的研究,解决胃肠道疾病的早期和无创诊查问题,为进一步的人体临床应用奠定理论基础。

结项摘要

胃肠道疾病的发病率和死亡率逐年升高,是国际社会研究和防控的重点。本项目研究胃肠道疾病的早期和无创诊查技术,主要内容:(1)胃肠道环境下“仿生尺蠖式机器人”运动有效性和可靠性;(2)面向胃肠道环境的高效和稳定无线能量传输技术;(3)胃肠道腔内信息检测及基于检测结果的疾病诊断技术。重要结果:(1)研制成“仿生尺蠖式胃肠道机器人”多型样机;(2)研制成平行对置式能量发射线圈和三维空心圆柱式接收线圈结构;(3)完成了胃肠道腔内医学信息检测、体内外无线通信模块的研制;(4)基于对生物组织自体荧光色泽图像的获取及对检测数据的处理,开展了胃肠道肿瘤识别、癌前病变检测技术研究。获知识产权23件,撰写论文37篇;培养本科生2人,1人获“学校优异学士论文”;培养研究生9人,1人获“中国仪器仪表学会全国优博论文”;培养博士后和青年教师7人;“无线供能的胃肠道无创诊察微型仿生机器人”获学校机器人创新设计大赛奖。

项目成果

期刊论文数量(34)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(22)
肠道机器人三维接收线圈的设计与优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    上海交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    温桠妮;颜国正;王志武;姜萍萍;薛蓉蓉;王艺芸
  • 通讯作者:
    王艺芸
双层双向长短期记忆应用于云轨精确定位
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    光学精密工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚顺宇;王志武;颜国正
  • 通讯作者:
    颜国正
Design and testing of a novel gastrointestinal microrobot
新型胃肠微型机器人的设计与测试
  • DOI:
    10.1007/s10544-019-0438-1
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Biomedical Microdevices
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Wang Wei;Yan Guozheng;Han Ding;Meng Yicun;Pu Pengxian
  • 通讯作者:
    Pu Pengxian
Inhibition of hyperplasia during the implantation of the puborectalis-like artificial anal sphincter
耻骨直肠肌样人工肛门括约肌植入过程中增生的抑制
  • DOI:
    10.1177/0391398819900187
  • 发表时间:
    2020-01
  • 期刊:
    The International Journal of Artificial Organs
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhou Zerun;Yan Guozhen;Wang Zhiwu;Jiang Pingping;Yao Shengjian;Ding Zifan;Hua Fangfang
  • 通讯作者:
    Hua Fangfang
A Novel Expanding Mechanism of Gastrointestinal Microrobot: Design, Analysis and Optimization
一种新颖的胃肠微型机器人扩展机制:设计、分析和优化???(开放获取)
  • DOI:
    10.3390/mi10110724
  • 发表时间:
    2019-11-01
  • 期刊:
    MICROMACHINES
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Wang, Wei;Yan, Guozheng;Xue, Rongrong
  • 通讯作者:
    Xue, Rongrong

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其他文献

人体全消化道动力检测信号自动分析处理方法研究(已录用)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姜萍萍;颜国正
  • 通讯作者:
    颜国正
检测柔性肠道压力的生物反馈传感器研制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科技论文在线精品论文, (http://www.paper.edu.cn)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张明卿
关节履带式管道检测机器人越障性能优化
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    上海交通大学学报
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    --
  • 作者:
    赵忠华;陈宗尧;颜国正;王坤东
  • 通讯作者:
    王坤东
基于无线能量传输技术的植入式动物生理参数遥测系统
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    北京生物医学工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郭子平;颜国正;刘华;贾智伟;石煜
  • 通讯作者:
    石煜
用于人工肛门括约肌的经皮能量传输系统安全性能评测
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科技论文在线
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张明卿;许茜;颜国正;周益路;刘华
  • 通讯作者:
    刘华

其他文献

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胃肠道内微生态微型仿生机器人无创在体检测及疾病预警技术研究
  • 批准号:
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  • 批准号:
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人体消化道微型介入式监测系统及胃肠动力功能建模研究
  • 批准号:
    30270382
  • 批准年份:
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  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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  • 项目类别:
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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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