医疗器械研发

医疗器械研发（共8篇）

医疗器械研发 篇1

0.前言

医用金属材料以其高强度、良好的韧性和弯曲疲劳强度以及优异的加工成型性能等优点在临床上广泛应用。传统的医用金属材料,如316L不锈钢、Co-Cr合金、钛及钛合金等均为生物惰性材料,植入人体后不能自行降解,需通过二次手术取出,增加了患者的痛苦及医疗费用负担[1]。由这些惰性金属材料制备的医用器械长期留存体内会带来不可避免的负面影响,如材料在体内通过磨损或腐蚀形成的生物毒性金属离子和颗粒,会引起周围组织过敏或炎症反应,降低了材料的生物相容性[2]。此外,传统医用金属材料与人体骨组织力学性能尤其是弹性模量的不匹配,导致“应力遮挡效应”,影响骨的修复愈合。基于上述原因,开发新型的可体液降解型医用金属材料势在必行。21世纪初,力学相容性好且可腐蚀降解的镁合金受到了人们的广泛关注,研究人员基于其在体内的可腐蚀降解特性制备出新一代的医疗器械,并将之应用于心血管及外科等领域。

1. 心血管领域

1.1 血管支架

血管支架是用于治疗心血管疾病的植入器械。图1为Biotronik公司生产的Lekton Magic冠状动脉支架[3]。该支架采用管状WE43镁合金经激光雕刻而成,用于植入狭窄闭塞段血管,经球囊扩张后对管壁起机械支撑作用,以达到扩张管道、阻止血管弹性回缩,保持管腔血流畅通的目的。待受损血管段重建过程完成后(一般需6~12个月),支架以一定速率在体内降解直至完全消失。

Erbel将71个AMS裸金属支架(长10~15mm,直径3.0~3.5mm)植入63例病人的冠状动脉,器官狭窄率由61.5±13.1%降低到12.6±5.6%[4]。Biotronik公司对46例病人12个月的临床随访结果表明,DREAMS药物洗脱支架具有较低的靶病变失败率和靶病变血管重建率(分别为7%和4.7%),晚期管腔损失相对于6个月的随访结果进一步减小,无血栓形成及死亡病例发生[5]。

1.2 血管缝合线和血管夹

历史上,Huse曾经采用Mg丝作为缝合线用于3例病患出血创伤血管的结扎[6]。1917年E.W.Andrews提出纯Mg制备的血管夹可用作血管缝合线的替代品[7]。图2为Richard Jorgensen于1986年设计的由纯Mg制备的可降解血管夹[8]。

该器械的应用首先要求将待结扎血管与周围组织和器官分离,将血管夹置放在血管外周,利用施夹钳夹紧,以达到阻断血管中血流的目的。纯Mg制备的血管夹克服了传统金属血管夹需二次手术取出以及干扰CT扫描的缺点。较之可降解聚合物制备的血管夹,采用可降解镁制备的血管夹体积较小,力学性能好,无需额外的锁定机制。

1.3 血管吻合术用连接环

1900年,Payr采用纯Mg制备的连接器件实现血管吻合术中血管端-端之间的对接,如图3所示[9]。Payr的设计包括两种方法,图A采用一个独立的纯Mg环实现血管的吻合,该设计可以确保在端-端之间形成一个开放的通路,图B的设计通过相互配合的两部件保证血管吻合的实现。这两种方法均在血管外部进行操作,因此不会在血管内生成任何异物。血管的吻合通过内膜增生完成,动物实验表明,Mg环植入体内8天后血管端-端之间即形成可靠联接,与此同时在吻合血管段发现严重的内膜增生,但植入16天后增生内膜消失。

2. 外科领域

2.1 骨板和骨钉

1932年,Lambotte和Verbrugge采用纯Mg制备的骨钉用来治疗四例肱骨踝上骨折[10]。4例骨折均在第一期愈合,实现了关节功能的康复。Mg钉植入过程中除析出氢气外无并发症发生,亦未引起周围组织产生痛感。植入数周后观察到形成的气体腔消失,1年内植入Mg钉发生完全降解。稍后,Lambotte采用纯Mg制备骨板和骨钉用于医治8岁患儿的生长肱骨骨折,3周后观察到骨板完全降解,骨折线消失[11]。

张广道将AZ31B镁合金骨板植入兔下颌骨,如图4所示[12]。8周后在骨板周围包裹有一层纤维结缔组织,未见炎性渗出物,分离该层组织,可见骨板边缘处被新生骨组织填充。顾雪楠将Mg-1Ca合金制备的骨钉植入成年新西兰大白兔股骨内,如图5所示[13]。术后1、2和3个月在镁合金骨钉周围观察到高的成骨细胞活性,术后3个月可明显观察到新骨组织的形成。Mg及其合金制备的骨钉、骨板是理想的骨缝术材料,常应用于体内骨折部位的固定。此外,镁钉和镁板可用来缝合富含血管的实质性器官,如肝脏、脾脏等,常用于在器官局部切除手术后闭合伤口和出血组织,如图6和图7所示[14,15]。

2.2 微型夹

微型夹被用来闭合受损伤口,广泛应用于人体的各个组织器官。图8为纯Mg制备的微型夹[16]。该微型夹被设计用于喉部的显微手术。喉部的显微手术由于喉镜的存在造成术后的组织缝合困难,之前采用的氰基丙烯酸盐和纤维蛋白胶等用来粘合伤口的粘合剂易造成组织创伤,并且粘合剂普遍拉伸强度不足。此外,声带在讲话过程中不断产生振动,在粘合剂上积聚的剪切应力引起粘合剂磨损,磨损产生的颗粒有可能影响声带的振动性能。采用纯Mg制备的微型夹经体外实验证明可安全固定声带,体内实验证明该微型夹可被降解吸收,且不引起任何副作用。

2.3 用于血管瘤和大动脉瘤治疗的镁箭

1900年,Payr采用高纯Mg箭直接植入一位14岁患者下颌处的皮下血管瘤海绵组织内,如图9[17]。术后1天发现肿瘤组织变得致密,析出的氢气在局部形成了气囊,术后8天触摸不到Mg箭,大块的血管瘤海绵组织逐渐转变为小而致密的小瘤,治疗过程中未发生气体栓塞。植入皮下血管瘤及淋巴瘤组织中的Mg箭通过对内皮及肿瘤囊的力学破坏作用加速凝血,从而消除肿瘤。同时,Mg箭降解析出的氢气能够直接加速局部凝血过程。需要说明的是,这种方法只适用于皮下肿瘤的治疗。1981年,Wilflingseder重复了Payr的实验,采用Mg箭用于27例血管瘤患者的治疗。由于这27例血管瘤类型的多样化,仅有50%的病例得到了良好的治疗效果,且在5年的跟踪观察中未发现有负面效应。如图10所示为Wilflingseder成功治愈的一位出生才3个月的患者面部、喉部和肩部的血管瘤[18]。

2.4 多孔骨修复支架

骨缺损、骨瘤病变切除以及常见的骨质疏松症等都会造成骨质大量流失,如果植入适当的骨填充材料,将促进骨组织快速再生。图11所示为多孔AZ91D镁合金骨修复支架[19],设计该人工骨修复支架的目标是替代受损的骨骼,在体内逐渐降解的同时引导骨细胞生长,最终实现骨再生。动物体内实验表明,AZ91D镁合金骨修复支架的降解对周围骨组织不造成任何有害影响,且在植入物周围的骨细胞增殖更为明显。该实验同时指出,AZ91D镁合金制备的骨修复支架降解过快,在骨再生的初期不能提供足够的力学强度,需要进一步改善其耐腐蚀性能。

3. 结语

镁合金具有优良的综合力学性能、与人体良好的生物相容性以及生物可降解吸收性等特点,采用镁合金制备的新型医疗器械具有巨大的潜力和广阔的市场前景。然而,截至目前,还没有镁合金相关的医疗器械得到各个国家药监局的批准上市。这主要是源于目前从材料到产品的研发过程还有许多问题亟待解决,包括:镁基医疗器械的腐蚀降解速率调控、力学性能衰退及建立可降解金属的生物相容性评价标准等。我国镁资源丰富,医用镁合金及其医疗器械制品的研发已被列入国家各类研究计划,形成了医用镁合金的战略产业联盟,开展镁合金医疗器械的多学科交叉研究,相信在不久的将来,镁合金在医用领域的应用将进一步扩大,并对我国生物材料产业的发展产生巨大的推动作用,同时在世界上出现具有我国自主知识产权的可降解镁合金系列医疗器械产品。

医疗器械研发 篇2

发和科技成果的转化产业化

一、什么叫作“产学研”，它的产生与发展 1.什么叫“产学研”

从字面上解读，产就是企业、学就是高等学校、研就是科研院所，三者用什么样的机制有机的结合在一起，这个探索和实践已经走过了三十多年，有成功、有失败、风风雨雨，随着国家的改革开放，经济的发展，国家在不同的时期出台了促进科技与经济发展的有关政策和法律法规，有力的鼓励和支持了“产学研”合作，使“产学研”逐步为企业、大学、研究院所认识，被世人所接受。它不仅是有力地推动了大学科研院所的改革，仅从教育部门来看对教学、科研、人才培养都起到了重要的作用。同时要强调的是它与企业的结合，对企业的发展提供了人才技术的支撑，有力地促进了科技与经济的密切结合，为解决科技与经济二层皮的问题创造了新的途径。中国“产学研”发展到今天走出了一条具有中国特色的“产学研”合作道路。它主要表现在以市场为导向合作的模式，不断创新、合作的领域和规模不断扩大、合作的层次不断深入取得了显著的经济和社会效益显著。2.“产学研”合作的产生与发展

四顾“产学研”合作这个新生事物已经走过了三十多年，它是同步于我国的改革开放，它的产生是社会经济发展及教育、科技改革的产物。他的产生与发展大致经历了四个阶段：

①.第一阶段从1978年 —— 1986年

在这个时期国家在经济建设、科技发展有几项重大的事件

1978年，召开全国科技大会，大会明确提出“科学技术是生产力”、“知识分子是工人阶级一部分”、实现“四个现代化”关键是科学技术现代化等的论述，这极大的鼓舞了知识分子，提高了知识分子的社会地位；

1985年，中央作出了教育、科技体制改革的决定，提出“面向”和“依靠”的基本方针，从而为强化高等学校为社会服务的功能提出迫切使命。

1986年，为贯彻“经济建设必须依靠科学技术，科学技术工作必须面向经济”的战略方针，推动科技与经济的结合，当时的国家贸易委、国家教育委和中科院联合提出“产学研联合”并建立“经济科技合作协调小组”，当年就制定“百项合作”计划，这一行动取得了显著的效果，这为进一步开展“产学研”合作打下了良好的基础。这个阶段可称为起步探索阶段。

②.第二阶段，1986年 —— 1993年

这个时期无论是社会企业、大院大所、高等学校开展“产学研”合作都表现出积极响应寻求探索合作的态势。在国家的层面

上制定了一系列政策和措施，有力的推动了“产学研”合作的开展，如：

1992年由国家经贸委、国家教委、中国科学研开始实施“产学研联合开发工程”，据统计有30多个省市自治区分别建立了“产学研”协调小组并出台了本地区的一些相关政策。

1993年，国家出台“中华人民共和国科技进步法”和“中共中央国务院”关于进一步加强科学技术进步的决定，明确指出“鼓励企业、高等学校和科研机构联合和协作”，推动“产学研”合作，这是第一次正式提出“产学研”合作，有了科技进步法和中共中央国务院的“决定”，这个时期“产学研”合作发展很快，多种多样，各种层次的合作都有，有成功有失败，出现的问题也不少，有经验、有教训。但在“产学研”合作发展的大趋势下，企业、大学、科研单位也在不断总结经验，借鉴、推广成功的合作的模式和机制。总体来说是成功的，据统计，七年来“产学研”联合开发工程共有340多项国家级重点项目并完成产业化，取得实现新增销售额510多亿元，节汇创汇22亿美元，利税120多亿元。这个时期据统计全国有5800多个“产学研”合作机构和经济实体，逐步形成了优势互补，风险共担，利益共享，共同发展的“产学研”合作模式。这个时期总体处于发展阶段的时期。

③.第三阶段，1993年 —— 2005年

这个时期高等学校与企业开展的合作随着改革开放的进程不断加强和完善。在1996年5月国家颁布了“中华人民共和国促进科技成果转化法”，其中在第十二条中明确指出国家鼓励研究开发机构、高等院校等事业单位与生产企业相结合，联合实施科技成果转化项目。在条例中还制定了科技成果转化的保证措施和技术权益等规定。随着法律制度的不断健全和实践，无论是企业还是高校都应依据法律法规的原则理性的合作。

这个时期重大的事件是：2005年由广东省、教育部、科技部(两部一省)建立了“省部产学研合作”试点，这一模式引导和支持了全国高校及科研机构与广东省产业界开展了自主创新、科技成果转化产业化的全面合作。据统计有181所高校、31个国家重点实验室、28个国家组工程中心参与广东省的企业开展科技开发、转化产业化的工作，促进了广东省经济的发展。“两部一省”的试点，“产学研”合作成功的典范，在全国起到了示范作用，使“产学研”合作得到了更高层次的发展。

④.2005年至今

目前“产学研”合作处于常态发展期。在“国家中长期科学和技术发展规划纲要”(2006年 —— 2020年)中着重提出“要建设以企业为主体，市场为导向，“产学研”相结合的技术创新体系”，加强“产学研”合作是建设创新型国家，增强自主创新

能力的必然要求，是深入贯彻落实科学发展观，转变经济发展方式的重要措施。

二、在医疗器械行业加强“产学研”合作更具有重要性和迫切性。

据了解，目前全国17.5万家医疗机构中拥有的医疗仪器设备有15%左右是20世纪70年代前的产品，在14000多个生产厂家生产的产品基本上处于中低档的医疗器械水平。高端的医疗器械和设备基本上依赖进口，进口比例大约占到40%。权威人士评价我国的医疗器械的总体水平与国际先进水平差距在15年左右，这种状况与我国社会进步以及医疗事业的发展不相适应，尤其是“十二五”计划提出的全面建成小康生活水平。农村的城镇化和人口的老龄化使我们更加感到大力加强医疗器械行业的科技创新，大力加强抓紧医疗器械科技成果的转化、产业化的紧迫感和必要性。

据了解，为了促进医疗器械行业的发展，在“国家中长期科学和技术发展规划纲要”中强调在十二五期间要大力调整医疗器械产业发展方向和产业结构，扶持和发展具有自主产权的医疗器械产业，把医疗器械产业的技术研究、产品开发、平台建设以及基地的建设列为发展的重点；2011年科技部发布了“医疗器械科技产业发展专项规划”，其中对医疗器械的重大前沿技术、共性技术、关键技术以及基础支撑的研发具体作出规划部署；国家发改委为推进医疗器械的自主创新推出“加快医疗设备创新发展的项目”等等，这些措施的出台无疑会有力的支持医疗器械设备的开展自

主研发、创新和产业化。那么在这种形势下高等学校该怎么参与？又该如何寻找捷径？我认为最好的方式就是加快加强企业与学校的合作，走“产学研”合作的道路。原因何在/为什么？大家都深知医疗器械行业它涵盖着医学、生物学、化学、物理、电子、机械工程等多学科交叉，是知识密集型的行业，其产品具有多样化、复杂性的特点。而高等学校恰恰是具有多学科、人才济济、信息来源广阔、科研基础设施的资源优势和实力，这对实施“产学研”合作提供了有利条件。但高等院校的科研工作仍缺乏市场的调研，资金不足；缺乏科研成果中试的设备和完善生产工艺的条件，难以进行成果的转化、产业化。据了解，我国的医疗器械领域的相当一部分中型企业有一定的生产设备和能力，有一定的资金实力，有较强的市场观念和运作能力，但在科技研发的力量上尚存在不足，缺少人才和基础设备，技术储备匮乏，在产品的技术含量和档次上偏低，做高端的医疗器械产品有种种困难。因此，难与国际市场竞争，难与满足国内市场的需求。实施“产学研”合作，高校和企业相互发挥优势，弥补了不足，无论对企业还是高校都是有益的。会有益于解决困扰企业的问题，对推动高校的科技成果转化和促进医疗器械行业科技进步起到推动作用。

实际上，多年来高等学校一直在关注和积极参与医疗器械领域的科技工作，在目前的形势下，高等学校对医疗器械的科研创新的关注更加增强。近年来，据了解清华大学等高校成功地研发并上市的“柏奥奇脑健康仪、频谱仪”等适合于家用的新型电子医

疗器械；又如东软的医用CT、四川大学的人工骨成果产业化，这些产品在医疗器械行业中都具有一定的影响。高等院校也在寻求加强医疗领域的企事业合作，如：上海交通大学与上海医疗器械检测所成立了医疗器械标准研究联合实验室；青岛大学医学院附属医院与微软公司签订合作协议；北京航空航天大学生物与医学工程学院的“千人计划”；这种合作都是“产学研”合作的一种模式。北京大学产业技术研究院提倡的国内大学和国立研究机构应该更直接地协助企业创新，提倡中国研究性大学的技术转移必须探索创新模式，这就是加强“产学研”合作。但就高等院校而言，从事医疗器械研究取得的成果不少，能够转化产业化的项目不多，原因在哪？我认为高等院校在科研上仍偏重于理论的研究，开展研发针对市场需求的项目不多。确信如果由企业提出研发课题，经双方共同开发科研成果会具有市场性和生命力，提高了科研成果的转化率。

多年来在“产学研”合作的实践中，高等学校逐步认识到技术创新的主体是企业，在医疗行业领域当中也是一样。这个行业是具有高投入和高风险的行业，在研发的过程，产品质量的检验要受到众多国际国内法规的控制和约束，这个过程远远不是学校所能够独立完成的。而企业具有一定的资金实力，有符合要求的研发标准和质量保证体系，有强烈的市场意识，有高效率的利用科研经费的机制，有强烈的以产品上市为唯一目的的驱动机制，敏锐的市场洞察力等等。因此，一个科研成果转化为产品，企业是

主体，是不可或缺的，所以，确立以企业为主体的创新体系是合理有效的。目前要进一步的改变大学（科研院所）为科研创新主体的现象。据了解，国家发改委，科技部近期已批准一批研究和产业化中心，有生物材料，组织工程、科学化诊断和医疗器设备，这些中心的建立为企业与高校大院大所的“产学研”合作提供技术创新的平台。

三、如何加强开展“产学研”合作 1.遵守的几项原则

第一，在双方自愿的基础，实施实质性的合作

第二，要友好平等、资源共享、互利双赢、风险共担

第三，要诚信，遵守国家有关法律法规

第四，要签订合作协议，明确双方的责、权、利

第五，要有制定“合作”的计划任务书，双方落实专人负责 2.如何寻找“产学研”合作单位

“产学研”合作发展到目前，高校与企业的合作模式多样化，没有一种认为比较好的固定模式可以借鉴。如果企业要和高等学校合作，我认为要对高校内部科研现状有所了解。全国高等院校有1240多所，在大学里主要有：

·科技处（科研处、科技产业处）

·科技开发部（科技成果转化中心）

·资产经营管理总公司

·国家技术转移中心

·国家技术转移示范机构

·大学科技园，孵化器

·地方政府与大学设立的技术转移机构

·企业与高校设立的技术转移机构

以及从事其它科技成果转移的机构

选择哪个部门，企业一定要根据自身的情况和选定研发的项目、围绕企业的最终目的来衡量、选择。3.如何合作

这个问题多年来既困扰学校，也困扰着企业，“产学研”合作发展到今天仍在不断地探索和完善这种“合作”的模式和机制，由于有关法律法规的不断健全，双方遵守法律法规的意识不断加强，这对“产学研”合作提供了有力的保障。

企业拟进行“产学研”合作之前一定要做的几件事：

1.做好调查研究工作，包括对研发项目的技术调研、对市场情况（国内外）以及拟合作高校有针对性的调研； 2.有条件企业要与主管部门汇报调研情况，以利争取主管部门的支持；

3.要与拟选的高校有关部门接触、沟通，交换意见，以利有“合作”的可能；

4.待选定“合作”高校后，一定要与科研第一线的人员座谈，充分交换意见，以利于促成合作；

5.双方应适时进行考察，条件成熟才可签订“产学研”合

作协议书。

不同的企业可以采取不同方式与高校合作，如请顾问，咨询等等，形式不尽一致。

医疗器械研发 篇3

医疗器械注册证等相关证件的查验和管理一直是临床医院耗材和设备购置中的难题,我们拟研发一个医疗器械证件识别与管理系统。将医疗器械相关证件进行扫描、保存后,采用机器视觉理论由计算机自动识别并保存注册证编号、有效期限等相关信息,进而按照注册证编号规则对编号进行解析后并归类。最后将相关生产/经营企业许可证进行有效期和生产/经营范围的自动识别,并和产品注册证分类进行对照,自动审核该产品是否在生产范围/经营范围内,以及生产/经营企业许可证是否在有效期内。

1 目的

按照国务院发布的《医疗器械监督管理条例》及其他相关耗材管理规范所规定,医疗设备以及医用卫生材料、低值易耗品在使用前必须向供货方索取《医疗器械注册证》(国产)或者《进口医疗器械注册证》(进口)、《医疗器械生产企业许可证》、《医疗器械经营企业许可证》等相关证件,并由供货方加盖单位红章,在验证其证件有效性后方可采购并使用。

然而,目前在医疗器械证件管理上尚存在许多问题,因此,医疗器械证件识别与管理系统的研发以期解决以下问题为目的。

问题1:常用卫生材料和低值易耗品需长期不断地采购,每次采购时都进行证件的查验既费时间又降低了工作效率,在实际操作中是不现实的,于是就有可能造成产品证件过期还在医疗场所使用。虽然可以自用医院信息系统管理软件进行快速查询,或者在入库操作时进行关联,但前提是花费大量的人力建立起一个证件档案数据库。

问题2:生产/经营企业证件更换或生产/经营的产品范围增加,可能导致生产/经营超范围,直接造成了医疗机构证件审核的压力。审核人员若不仔细,此类产品流入医院使用,直接导致“无证产品”和“无证经销”的现象,给医疗安全带来隐患。

问题3:在耗材招标过程中,往往因为投标人多、证件数量大、产品型号繁多、医疗器械分类复杂而造成证件有效性审核工作效率低下,费人费时,差错高。如果有这样一个证件自动审核系统对各投标方的证件进行自动初步审核,可望大大提高效率、降低差错。

2 方法和研究内容

针对上述存在的若干问题,我们提出了研发一个基于机器视觉理论的医疗器械证件识别与管理系统的思想。这些研究方法和内容将涉及到图像处理和分析、模式识别和数据库技术。

2.1 方法

具体地,将医疗器械相关证件进行扫描并保存原始图像后,首先对图像中有干扰的因素进行过滤,比如需识别的区域有企业加盖的红章、复印的印章以及其它图像干扰信息。

进而,基于机器视觉理论,利用图像识别技术,由计算机自动识别并保存注册证编号和有效期限,按照注册证编号规则对编号进行解析后将产品依据《医疗器械分类目录》归类。这一步当中,要将所有分类目录提供给计算机作为基础对比数据库,包括器械名称、品名举例、管理类别。比如,注册证号为进2007第2252193的产品为某国外厂商生产的分散电极,按照《医疗器械分类目录》,归入“6825医用高频仪器设备”当中的“5、高频电极”,属二类医疗器械,有效期限至2011年12月28日。自动识别过程暂时先在数据库的不同字段中保存分析得到的信息。

6825医用高频仪器设备

最后将相关生产/经营企业许可证进行有效期和生产/经营范围的自动识别,并和产品注册证分类进行对照,自动审核该产品是否在生产范围/经营范围内,以及生产/经营企业许可证是否在有效期内。许可证上的特征字符为“生产范围”、“经营范围”以及附页上的“变更内容”。在“变更内容”一栏中可能会用手写替代打印,多少会影响到自动识别。如果生产、经营范围不能涵盖注册证的分类范围,系统应该及时提醒操作者人工审核。

使用者需要根据国家药监局的最新文件及时更新作为政策依据的基础数据库《医疗器械分类目录》。

2.2 研究内容

整个系统由以下几个部分组成,如图1。

2.2.1 图像预处理(Image manipulation)

(1)图像灰度扫描

扫描速度和扫描精度的选择在很大程度上影响着扫描证件识别正确率。我们建议采用灰度扫描的一个重要目的也在于尽可能得到细致的图象信息,以保证识别和理解的正确率。医疗器械证件中存在着大小规格不等,不同区域字号、字体不一等问题。为此,将通过试验和比较分析,以选择最佳的证件灰度图像扫描参数。

(2)倾斜矫正

扫描过程中,图象经常出现倾斜,因而需要对图象进行矫正,从而保证版面分析和行分割的正确性。由于证件版面格式有规则、有线条分割,因此行与行之间关系清晰,检测出倾斜角后容易进行矫正。

(3)证件扫描图像预处理和图像分割技术

证件扫描图像在扫描的过程中不可避免地会引入噪声或者由于自身本来可能存在着污点,为此拟通过中值和自适应滤波算法对图像进行预处理[1],以利于后续的字符识别。中值滤波器是一种非线性滤波器,其基本原理是把数字图像中某点的值用其领域各点值的中值代替。如求点[i,j]的灰度值计算方法为:(1)按灰度值顺序排列[i,j]邻域中的像素点;(2)取排序像素集的中间值作为[i,j]的灰度值[2]。进而进行自适应阈值算法图像二值化和纵横向投影倾斜矫正。

2.2.2 版面分析(Layout analysis)

版面分析首先要进行字符区定位,字符区定位是从复杂的背景中找到有特殊纹理(即字符分布)的一小片矩形区域,然后把该区域从整幅图像中分割出来。

针对证件版面的特点,将整个版面分割成多个功能块,初步判断功能块的属性,并将文本块分割成文本行。我们拟采用基于规则的连通域合并算法,自底向上地提取功能块的几何边界,然后在后面的理解部分中分析块的属性。与名片识别不同,医疗器械注册证和经营/生产许可证的特征字比较明显,因此完全可以通过阈值分割方法提取出有用的区域,比如注册证中的“注册号/REG NO”、“你单位生产的”、“自批准之日起有效期”、“产品名称”、“规格型号”等。

为了增强图像的对比度,采用直方图来重新均匀分布各灰度值来增强图像的对比度[3]。

2.2.3 字符识别(Character recognition)

由于证件中包含中文、英文、数字、标点等多种文字,而且就中文字符而言,不但包括简体、黑体字符,字符的范围也非常广:许多在文本中极不常用的字可能会出现在公司名、人名或地址中。所以,为了达到良好的识别效果,系统的识别核心采用一个多字体大字符集的混识系统。

2.2.4 信息理解(Information Analysis)

证件信息理解指的是对识别结果加以分析,将证件中的各项信息提取出来,从而实现证件信息的分类和管理。由于证件的版面比较有规则,我们可以使用基于知识规则(knowledge rule)的综合决策系统来分析、提取证件中的各信息项。最终,系统将扫描证件图像处理成为有组织的证件信息项。

将证件中各项信息的归属进行分类,可以分成如图2所示的结构,这种结构称为逻辑结构知识[4],各信息项在证件中的物理位置、几何高度以及信息项之间的位置关系构成了信息项的几何结构知识,识别结果中关键字所反映的信息内容如、等等称为语义知识。综合应用三种知识,建立综合决策机制,将识别结果正确的理解为信息项。

3 设想

根据我们先前的系统设计方法和对医疗器械注册证个例识别实验的成功结果,我们将从目前市场上的不同种类医疗器械证件中,分别扫描并保存40种以上有代表性的电子证件图像(包括:医疗器械生产/经营企业许可证,医疗器械注册证等),并用于系统的识别和理解算法研究。再行收集另外40种以上的不同证件样本,对本项目的研究结果进行验证评测,并进行相应的研究结果修正,相信可以取得良好的效果。

应用数据库技术将识别系统与证件管理系统联系起来,实现医疗器械证件的自动录入与管理,一旦技术成熟,本系统将具有良好的性能和市场前景。

摘要：医疗器械注册证等相关证件的查验和管理一直是临床医院耗材和设备购置中的难题,我们对医疗器械证件识别与管理系统进行研究设计,以期更科学、高效地管理医疗器械证件。

关键词：医疗器械证件管理,自动识别

参考文献

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[2]乔海晔,肖南峰.基于视觉的文字识别系统的设计与实现[J].交通与计算机,2005,23(5):97-101.

[3]姜会亮,胡学龙,郭振民.基于整数小波变换的静态图像压缩编码技术[J].微计算机应用,2005,26(2):221-224.

医疗器械研发 篇4

ANITA TOLLSTADIUS告诉记者,“我们新开发的机器深度学习技术,或者是叫做人工智能产品,可以让机器获得比较客观的对图像的分析和看法,了解医生在进行片子诊断的时候的偏好,从而为医生提供更精确的医学影像。 当然这个技术现在为止还没有形成产品,还处于试验阶段。 此外,我们已经开展了在超声领域的深度学习的相关测试, 据我估计这个产品的上市时间是2017年年底或者是2018年初,随着研发结果的不断呈现将有很多新产品问世。”

其实,机器的深度学习技术并不是一个新技术,它已经运用在很多其他的领域,比如在机场当中进行人们的面部识别。但遗憾的是,到目前为止,这一技术在医药行业还没有得到广泛应用,目前仍处于进一步研究的状态。 ANITA TOLLSTADIUS介绍说,学习技术是利用大数据产生图像并且进行初步的分析。在过去,医生在解读图像的时候遇到一个难题就是需要寻找关注点,比如说有一些非常细微、非常不易查找的一些地方就可能被人们所忽略。 而利用机器自我学习,就可以找到诊断和治疗所需要的信息或细微之处。此外,机器的深度学习还会引发自动化产品的出现,而自动化的产品会极大地提高诊断的效率。可以肯定,机器自我学习比以前只凭医生的肉眼和经验来识别一些更加细微的病症更为准确。

对于医学影像来说,更清晰、更细致的影像一直是影像设备制造商的追求,而康泰瑞影正是专为影像设备制造商提供图像增强技术的公司,并且凭借工业化生产和专业化产品组合,一直占据这一市场的领先地位。据统计,到目前为止,其产品已经在全球安装了15万套,涵盖几乎所有医学影像的领域,包括超声、核磁共振,X光CT成像等, 同时产品和技术的灵活组合也极大程度地满足不同顾客以及不同设备的需要。

ANITA TOLLSTADIUS表示,康泰瑞影能够在市场上长期保持领先地位主要的原因就是公司在技术和应用方面非常专业,公司开发的图像处理技术已经在实践当中证明了是非常可靠和有效的,也获得了众多设备生产商的信任和认可。“康泰瑞影公司产品和技术最大的优势体现在最新的3D图像的技术组合方面,目前为止,市场上还没有其他的公司可以提供如此优质的技术。我们3D技术的特点在于滤波和可视化技术,图片中的胎儿仅只有12周,利用我们开发的产品技术包软件,可以非常清楚地看到这个胎儿的表面以及内部,我们可以把这个图像呈现给胎儿的父母,甚至可以查找出一些早期的病症。”

ANITA TOLLSTADIUS坦言,“目前在医疗影像技术, 尤其是超声领域竞争是非常严峻的,我们相信企业要在市场竞争中脱颖而出需要要关注如下四点:第一点是图像质量,第二点是产品创新,第三点是教育和持续性的决策支持, 第四点是床边诊断和检测。康泰瑞影致力于帮助设备供应商给市场提供良好的产品,同时也为生命科学做出更大的贡献。”同时,关注医疗发展新趋势一直是康泰瑞影的发展策略之一。她指出,目前影像研究最关注的就是如何从图像当中获取和提取更多信息。在这个方面,康泰瑞影可以通过不同技术手段和影像学方式的融合来实现。据悉,在过去几年当中,康泰瑞影在创新方面做出了几个非常有特点的实践,一是算法团队人数有所增加,二是与欧洲很多的大学进行了新兴的学术合作,三是在新产品的创新领域推出了一系列的试点计划。

医疗器械研发 篇5

临床路径信息管理系统组成

本系统在医院信息系统(Hospital information system，简称HIS)的基础上进行二次研发，较好地将临床路径(Clinical pathways，简称CP)嵌入医院信息系统的医护模块。系统由两部分构成：一是临床路径管理平台；二是医院信息系统临床路径模块(临床路径应用系统)。系统以卫生部颁发的临床路径表单为指导，能完成诊疗计划维护、路径执行、质量管理三大功能。具有诊疗计划模板灵活、路径执行有效、使用方便、监督管理准确等特点。

临床路径管理平台：管理平台由系统设置、临床路径信息统计(报表部分)、临床路径信息维护、临床路径信息查询、查询机终端管理五大模块构成。该平台以卫生部颁发的临床路径表单为指导，以缩短平均住院日、合理支付医疗费用为特征，可按病种设计最佳的医疗和护理方案，用于指导医疗信息系统医护工作站进行临床路径管理。在该平台临床路径实施的各项数据还可以进行统计分析，从而为修改、完善诊疗计划模板提供科学依据，使得诊疗计划更加完善、合理。

医院信息系统临床路径模块(临床路径应用系统)：医院信息系统(HIS)中的临床路径模块(临床路径应用系统)支持一级医疗机构完成患者的整个诊疗过程。该系统由医师篇、护理篇、病友篇3个部分构成。医师篇为医生工作站临床路径模块，医师可以根据不同患者的相关信息为其制定适宜的标准化诊疗计划。护理篇为护士工作站临床路径模块，护理人员可依据不同患者的医疗信息为其提供适宜的标准化护理计划。病友篇为查询机系统模块，患者可通过此模块完成诊疗过程、诊疗费用的明细查询。临床路径应用系统以标准化诊疗和护理计划为指导，有利于医疗资源的合理利用，可利用标准化模式进一步规范医师和护理工作者的诊疗护理行为，避免不必要、不合理的诊疗，从而有效降低医疗成本。患者可通过系统查询功能了解自己的诊疗过程并可对整个诊疗过程实施有效监督，使医患沟通渠道得到有效拓展，对改善医患关系起到了积极作用。系统结构见图1和图2。

病种的选取：适用于临床路径信息系统管理的病种，从2011年度排在前40位的山亭区新农合信息系统(按住院人次排位)病种中选取。确定病种具备临床路径病种特点，主要针对常见病、多发病，属于诊断明确、手术或处理方式差异小、疗效确切、无合并症及并发症的单纯性疾病。以下为我区临床路径系统运行病种，共17种，见表1。

主要业务流程：该流程通过对常规诊疗过程细化分析，以时间时程为横轴，以诊疗过程为纵轴。根据不同的病种，维护不同的诊疗计划表单模板。保证医护人员在执行临床路径表单的同时，能够有效地进行相应的诊疗活动，避免重复工作，减轻医护人员的工作负担；记录进入路径的患者所有诊疗项目，监测不规范诊疗行为，系统自动记录发生不规范诊疗的变异原因；能够提供临床路径实施的各项数据，包括路径变异情况、出入径率、药占比、住院率、各项诊疗项目平均花费时间等。更好地为管理部门提供管理、监督数据，为决策部门提供指导数据。临床路径系统工作流程，见图3。

取得的实际应用效果

山亭区临床路径信息系统是一级医疗机构服务标准化、规范化的重要工具，它的研发应用全面提升了区域卫生信息化建设的内涵。(1)兼顾了诊疗过程标准化与个性化特征，增强了常规病种常规治疗流程的一致性。(2)临床医疗信息的统计分析更加便捷，能有效提高区域性卫生政策制定依据的时限性和科学性。(3)患者住院时间明显缩短，总费用显著降低，患者需求得到进一步体现，患者满意度明显提高。(4)医疗资源利用率明显提高。(5)政府通过该系统的应用可以实现对医疗机构临床诊疗工作质量的管控，对自身形象的改善起到积极作用。

讨论

该系统的研发应用是作为临床路径(Clinical pathways)来实施的，是一种诊疗标准化方法，以缩短平均住院日、合理支付医疗费用为特征，根据疾病的种类，设计出最佳的医疗方案，对患者的住院时间和费用给予合理安排。这样不仅可以规范诊疗过程，降低医疗成本，而且能够有效完善医疗计划，提升医疗资源的利用率。在改善医患关系的同时，可以提高医疗机构的竞争力[1,2]。

控制医疗成本，降低医疗费用，提高患者满意度。医疗成本一般指医院向社会提供医疗服务过程中所支出的各种费用总和。该系统的应用作为一种科学工具，不仅可以总结出最佳治疗方案，还有助于减少临床诊疗的随意性及不必要的医疗行为。因医师水平的不同，患者的治疗效果存在一定的差异，该系统能够消除此差异性，降低医疗成本，提升医疗资源的利用率[3]。该系统的应用通过标准流程，能够大概确定患者的住院时间及费用，降低成本，减轻患者的负担。患者可通过查询，提前对诊疗计划进行大致了解，了解享受的医护服务项目，了解诊疗的基本过程，住院的大致时间长短，需要花费多少费用等，该系统的应用还可使新农合资金结算的制定更加科学合理。总之，该系统的应用更加人性化，医患沟通得到加强，提高了患者的满意度，在医疗领域里创造出了社会效益和经济效益的双赢局面。

实施标准化管理，提高医疗质量。对于医务人员来说，医务人员通过有计划的标准医疗和护理，减轻了医师、护士的工作量，并且能减少临床工作中可能出现的失误；可以明确各个职务的责任；容易发现治疗或护理中出现的偏离标准的行为，并及早给予处理措施；由于各种处理措施是根据临床路径制定的，在医疗护理过程中，增强了医护人员的协调性，能预见性地进行护理工作。对医院来说，该系统的应用便于归纳整理资料，对医院改进诊疗方法、提高医疗水平发挥重要的作用。

病友篇及终端查询系统的设立，可有效缓解医患双方信息不对称的现状。加入该系统管理的患者，通过对病友篇内容的学习，除主动配合医护人员的治疗外，还可以反向监督医护人员的医疗行为；患者还可通过查询机获得康复训练、营养膳食等健康教育知识。

摘要：为进一步规范诊疗行为,提高医疗服务效率,合理控制收费,减轻患者经济负担,实施临床路径管理,并实现一级医疗机构临床路径的信息化管理,我们将临床路径系统软件,嵌入结构化电子病历系统软件中,达到临床路径诊疗流程和电子病历数据的信息共享。利用临床路径信息系统执行诊疗服务活动,可控制医疗成本,降低医疗费用;便于对诊疗活动实施标准化管理,从而提高医疗质量;实现医患双方医疗信息互通,有效改善医患关系。医疗机构临床路径信息系统适宜在一级医疗机构中推广使用。

关键词：临床路径系统,一级医疗机构,应用

参考文献

[1]董军,李军,周亚春,等.临床路径信息系统设计与应用[J].中国卫生质量管理,2007,14(2):67-70.

[2]邬静艳,王平,陈雯,等.临床路径信息系统的设计与初步探索[J].医院管理论坛,2012,29(9):60-62.

医疗器械研发 篇6

据Narain说, 开发一种有效的抗癌药物是一个非常艰难的过程, 制药公司完成研发和生产的花费的费用高达26亿美元, 时间成本为12到14年。最后进入临床试验的抗癌药中只有百分之一被证明有效。价格昂贵而且开发过程也长得不可原谅, Narain说, 要是在其它任何行业, 我们就会全都失业。

在Narain看来, 问题出在制药公司开发抗癌药物的方法上。科学家首先想出一种假设, 比如说, 一种特定的异常蛋白质是造成某种特定类型的癌症的原因。他说, 然后制药公司测试这个假设, 从数百万种化合物中筛选这种目标蛋白质的, 寻找其中可能发生化学反应和成为潜在药物的少数几种。这是这种研究方法教科书式的描述。这个过程被Narain称为「命中和错失 (hit-and-miss) , 是一种飞镖盘式的治疗疾病的方法。他相信他能通过不同的思维方式在时间和金钱成本降低一半的情况下做到更好。

Berg联合创始人兼总裁Niven R Narain

BPM 31510是一种使用在细胞代谢中发挥关键作用的酶制成的化合物, 也是Berg的人工智能建议的第一种治疗药物。这种药物的开发实际上开始于2009年, 那时该创业公司从全美国的各种医学院购买了1000多个患者的癌组织样本。这些样本包含40多种不同的癌细胞——多种类型的乳腺癌、前列腺癌、肝癌、肾癌、肺癌、脑癌——另外还有提取自相同患者的健康组织样本。

Narain并不想将他的研究限制在一种癌症上。相反, 他想要开发一个能够看到不同癌症的共性的模型。Berg的研究者使用这些样本进行了体外细胞培养, 让他们可以进行更进一步的实验。为了模拟细胞在人体中体验到的微环境, 他们在不同水平的糖分和氧分的皮氏培养皿中培养这些细胞, 并通过持续鉴定和检测它们产生的脂质、代谢物、蛋白质和酶来追踪它们的演化。「我们当时是在检测数据是怎么随环境发生改变的, Narain说, 除了基因组信息之外, 我们在单个组织样本中有14万亿个数据点。

这种生物数据的洪流帮助Berg的科学家在前所未有的细节上测绘了发生在细胞中的分子反应的级联过程——从基因到蛋白质到脂质和代谢物。然后他们使用人工智能比较了健康细胞和病变细胞的数据。 (人工) 处理所有那些数据是不可能的, 甚至不可能从逻辑的角度上理解它。Narain说, 你需要使用人工智能来寻找正常细胞演化过程是如何被打断的、这会怎样导致疾病以及潜在的治疗方法是什么。很多人说, 这不是开发药物的方式。我对此的答案是:确实如此, 因为这才是应有的药物开发方式。

25岁时, Niven R Narain得出了「由假设驱动的科学是有缺陷的」的结论, 那时他是迈阿密大学米勒医学院的一位肿瘤学家。2003年7月22日, 他使用皮式培养皿中的黑素瘤细胞进行了一次实验。他使用一种包含Co Q10的药膏对其进行了处理, Co Q10是一种位于线粒体——细胞的能量源——中的酶。让他惊讶的是, 到第二天皮式培养皿中几乎所有的癌细胞都死了。之后他在患有黑素瘤的小鼠身上重复了这一实验。30天后, 肿瘤平均缩小的55%。但是Narain对这一过程发生的原因毫无头绪。

那是在人类基因组计划 (Human Genome Project) 完成的两年后, Narain说, 当时人们相信癌症主要是由基因驱动的。在基因组测序之后, 大多数人相信我们所要做的就是找到对癌症负责的基因, 调节它们, 然后治愈大部分癌症。Narain那时已经成为了米勒医学院皮肤肿瘤学和疗法研究的研究助理, 在华人研究者Sung「Bob」Hsia的指导下工作;Hsia曾与维生素K和雌激素的共同发现者、诺贝尔奖得主Edward Doisy共事过。

那时候Hsia已近80岁了, Narain回忆道, 他会说:“我没掌握这些新的基因技术, 但不要忘记生物化学是人体的基础。这就是健康延续或疾病发作研究的终点。”Narain没有忘记这些话。他与那些认为基因组是所有医学问题的答案的科学家争论。在Narain看来, 基因组只是涉及到蛋白质、代谢产物和细胞脂质研究的更大化学反应式的一部分。

当Narain将他的实验结果告诉研究了几十年Co Q10的Hsia时, 他的这位导师反驳道:这种有脂质、酶和线粒体组织的东西不可能能够杀死癌细胞, 尤其是黑素瘤。你搞砸了这个实验。

一位Berg研究者检查患者样本

Narain重复了这个实验。其它研究组也复制了这个实验。这不是一个偶然。我们没有传递基因, 所以它让我疑惑到底发生了什么。它必定远远超越了基因组学。那时候这样说可真不是件好事, 但你必须遵循这个数据。

他想出了一个假设, 并对其进行了测试, 收集数据并进行了分析。没有任何意义。但他确实得出了一个结论:由假设驱动的科学并不是应对复杂疾病的最好方法, 尤其是癌症。

2005年3月, 位于田纳西州纳什维尔的一家私募股权投资公司的CEO Mitch Gray拜访了Narain工作的迈阿密大学皮肤病学部门。Gray买下了品牌名称Sea&Ski的使用权, 这是一个上世纪80年代颇受欢迎的防晒霜品牌, 并且他当时正在寻找新的皮肤用产品。那天Narain患了重感冒, 当他的主席叫他参加与Gary的会议并为自己的工作做一个快速演示时他正打算回家。我身体不舒服而且真的不想去那里, 所以我只是在那里翻动我的幻灯片。Narain说, 当我简要地提到Co Q10的工作时, Gray叫我停下来进一步解释一下。我说因为他来这里是为了护肤品, 这个不会让他感兴趣的。Gray回答说:『请允许我自己决定对什么感兴趣。』他打断了我的话。

当Narain结束了他的演示后, Gray将他拉到一边, 叫Narain与他的纳什维尔团队和他的合作伙伴Carl Berg会个面。Berg曾是一位自动售货机修理工, 他在60年代投资了硅谷的商业地产。现在他已是一位亿万富翁, 他还是位于库比提诺的Mission West Properties公司的联合创始人, 该公司控制着超过700, 000平方米的硅谷房地产。他也是超过100家科技公司的早期投资者, 其中包括Sun Micro Systems和Net Logic。

2006年, Gray和Berg得到了包含Narain一直在研究的Co Q10在内的产品的许可, 他们三人一起创立了一家新公司Cytotech Labs, Narain在其中担任科学顾问并依旧留在迈阿密继续产品的研发。六个月后, 他打电话告诉了Berg一些新闻。他已经在许多不同的癌症细胞上测试了这一产品。它杀死了癌细胞。他告诉我:我认为你的产品中有一些东西有可能能够对癌症产生影响。』Berg回忆说, 我对此非常关心, 因为我一直被告知每一种癌细胞都是不同的。哎呀, 如果这能对许多癌症起作用, 那我们真的是延展了它。我说:『当你治好了某个人的时候给我打电话。

Berg一个温度低至-80℃的冷藏库中有超过60, 000个癌症、糖尿病和神经系统疾病患者的试验样本

在获得该药的专利一年之后, 一位知识产权方面的专家联系了Narain。出于隐私方面的原因, Narain并未提及他的名字。这个男人向Narain解释说他八岁的儿子因患有尤文氏肉瘤而生命垂危, 这是一种罕见的而且显然无法治愈的淋巴结癌症。他们已经尝试了很多治疗方法, 传统的和实验性的都有。但全都失败了, 现在他的儿子只有几个月可活。他想尝试Cytotech的新药。Narain解释说这种药膏还没有为肉瘤疾病进行过测试。“他告诉我:『我都知道, 但你采用的方法不同。我想试试。』”Narain回忆道, “我不想制造虚假的希望, 但他是一个相当紧张的父亲, 接受不了拒绝的答案。”在他们会面后, Narain同意了, 同时也明确地向这个男孩的父亲和医生们表示他和他的公司并不认为这种方法在治疗他儿子的癌症上有一个合理基础。“我做了那件事, 因为我没法告诉你那位父亲的眼中看起来是怎样的, ”Narain说, “那是看起来非常让人震惊的绝望。”

要继续的话, Cytotech首先必须获得美国食品和药物管理局 (FDA) 的批准。当Cytotech的监管团队将文件提交给FDA之后, 他们在三个小时之内就得到了批准。

为了进行治疗, 医生将这种药膏涂抹在这个孩子的手臂下面和膝盖与颈部后面的淋巴结所在的位置上。“淋巴结不能将油脂吸收进人体, ”Narain说, “如果想将这种药膏渗透进皮肤中, 我想如果你在淋巴结上用得足够多, 那么也许就会有一些进入系统和循环中。那就是这个基本原理, 但让我非常明确地指出这点:你永远不可能治好这样的实体瘤。这种方法有效的可能性为零。”

八个月后, 这个孩子已没有了癌症的迹象。“他今天还活着而且活得很好, ”Narain说, “我们不知道到底发生了什么。这件事情真的带给了我们一个观点, 即这可能真的是一种非常特殊的分子。当我听到这个消息时, 我哭了。没有科学家预料到这个结果。”

2008年年底, Narain搬到了马萨诸塞州的剑桥, 这家公司也更名为Berg Pharma。Narain为他在临床中看到的一切感到沮丧。“病人被治疗的方式常常与生物学以及他们的疾病无关, ”他说, “我知道我必须重新开始, 将生物学放在最前面。”之后Narain鼓动Berg偏向开发数据驱动的使用高通量分子筛选和人工智能寻找药物的方法。Berg表示有兴趣。他已经厌倦了房地产业务并决定投资有潜力改变这个世界的公司。Narain的想法说服了他。

“在过去50多年里, 我一直避开生物技术, 因为我觉得FDA只是另一个我不想承担的额外风险, ”Berg说, “但我认为这是如此的具有革命性, 我愿意承担这种风险。”

2010年初, 该团队完成了其癌症模型的第一次迭代:一份以前所未有的细节描绘的从身体健康导向癌症的生物事件的级联反应的测绘图。“机器的输出就像是航空公司的地图, 包含了纽约和伦敦等占大部分流量的大型枢纽和进出它们的航线, ”Narain说, “地图中的枢纽代表了癌组织中相对于健康组织多余或有缺陷的分子。这些枢纽中分子变成了我们的药。这就是人工智能告诉我们的健康和疾病之间的不同点。该平台会标记病变细胞中多余的或有缺陷的分子, 所以我们将这些蛋白质或酶填补回系统, 或者我们减少或抑制它们以将系统恢复正常。”

得到的癌症测绘图有5个枢纽。其中最大的枢纽由线粒体中的一组酶构成。Co Q10就是其中之一。“当我看到那个枢纽时, 那是一个让我茅塞顿开的时刻。”Narain说, “那是一个验证的时刻。记得吗, 这么多年来我一直怀着它和基因组学无关的想法, 而现在人工智能告诉我癌症的支点是线粒体。当然, 在我的想法里, 根据我之前所有的实验, 这完全说得通。”

当Narain将Co Q10添加回体外培养的癌组织时, 大部分癌细胞都开始死亡。使用Berg的密集的分子数据追踪 (molecular data-tracking) , Narain最终理解了其中的原因。线粒体——Co Q10在其中具有活性并帮助在细胞中产生能量——不仅为细胞提供能量, 也控制着细胞的死亡能力。

“癌细胞能够关闭线粒体并从乳酸而非氧气中产生能量, ”Narain说, “因此, 癌细胞也会失去死亡的能力。”将Co Q10送回线粒体逆转了这种效果, 将癌细胞变成了普通细胞。“我们重新教会它们怎么进行细胞死亡。”

2015年12月一个多云的下午, Niven R Narain让WIRED参观了Berg Pharma位于波士顿以西30公里的弗雷明汉的实验室。这个用白色围墙围起来的地方看起来不像是一家已有八年历史的制药公司, 倒更像是一个大型生物医学研究机构, 拥有超过200名员工——包括医生、物理学家和计算机科学家——在安放着质谱仪和大型服务器的大房间里工作。“你在这里看到的是全国最严格的、高产能的和高容量的实验室。”Narain解释说, “我们在这里处理的样本比任何学术界或业界的实验室都多。”Berg还研究治疗帕金森氏病的药物。这台冰箱装满了病人的样本

Narain出生于圭亚那, 成长于巴哈马, 但他温柔而平静的声音并没有掩盖他的加勒比风情。他身穿深色系扣衬衫和条纹外套。他的深色头发梳成整齐的偏分, 他的脸上点缀着山羊胡。当他顺着长长的走廊缓缓行走时, 他会停下来和他的同事聊天, 他的行为举止欢快又富感染力。

Berg Pharma目前正在研究的药物有200多种, 其中许多都还处于临床前的研究, 大部分都针对癌症、糖尿病和神经疾病。Narain预计在未来的几年中该公司将至少有一种用于多种类型癌症的药物会得到批准, 并还将实现一种新的前列腺癌诊断方法的商业化。Berg还有针对神经疾病的药物研究项目, 例如阿尔茨海默氏病和帕金森氏病。“我认为神经病学是下一个难以治愈的『癌症』。”Narain说, “很多制药公司们已经关闭了它们的神经项目, 因为大部分试验都已经失败了。我们对这种疾病的生物学机制毫无头绪。”

Narain走进一个满是冷藏柜的房间, 其中存储了超过60, 000个来自医学院病人的细胞样本。这里面的样本都被存储在Eppendorf管中。它们上面都标注着:帕金森氏病、阿尔茨海默氏病、糖尿病、癌症、狼疮、炎症。“我们有细胞样本, 也有细胞的分泌物。”Narain说, “有很多我们可以提取的信息。基因组是人体的模板, 但基因产生RNA, 这又进而产生蛋白质和代谢物和脂质。那就是我们的原料。”

Berg正与美国国防部合作计划在2017年为前列腺癌推出一种诊断测试方法, 公司可以使用该机构员工的成千上万个组织样本。“前列腺癌是军方面临的最大问题之一, 他们想让我们拿出一种比现有的不是很好的前列腺特异性抗原 (PSA) 方法更好的诊断测试方法。”Narain说, “我们发现了四种不仅比PSA更有预测性的生物标志物, 而且它们可以分出更积极的形式让我们了解病人是否可能需要手术。过去没有标志物能做到这一点。”另外, Berg还与哈佛医学院在Project Survival上有合作, 要发现第一种胰腺癌的生物标志物, 直到癌症晚期, 这种病通常很难被检测到。当然, 我们对Berg的方法一无所知——Narain称之为“疑问生物学 (Interrogative Biology) ”——那是专属于癌症的。Berg还正在研究来自帕金森氏病 (自2013年开始) 和阿尔茨海默氏病 (自2014年开始) 患者的组织。

Berg正在使用同样的数据驱动方法进行其BPM 31510的临床试验。它收集患者在药物输注的每个周期中的尿液、血清和血浆, 这种事情以60天的周期有规律地进行。这些样本随后又交由12台机器质谱仪进行分析:其中5台用于蛋白质组学 (proteomics) 、5台用于新陈代谢 (metabolism) 、2台用于脂类组学 (lipidomics) 。 (他们的基因在纽约的西奈山医院进行测序。) “我能告诉你你十天前吃了什么晚餐因为它仍在你的脂质里。”Berg系统医学 (System Medicine) 部门副负责人Michael Kiebish说, “你捡起一个东西你就会说『好吧, 这是什么?』我们正在捡起一些从未被探测到过的东西。这是真正的处女地。我们将找到一些从没有人将其和疾病联系起来的东西, 因为我们是在第一次测量它。健康数据中还存在着一个广阔而开放的领域, 而目前, 大部分人都还专注于基因组学。我们就要超越它了。”

Berg的科学家正在培养癌细胞以确保它们保持生长

Berg高级分析部门副主任Leonardo Rodrigues同意这个说法。“基因组学是很重要, 但它带给我们的是我们体内所发生的事情的静态画面, ”他说, “这就像在试图通过看餐厅所使用的食谱来决定餐厅的好坏。基因组学之外还发生着很多事。我们可以捕捉这些因果事件以得到事情发生的动态画面。那将带来更好的药物和生物标志物。”每一次该团队从患者身上收集样本时, 他们都会使用CAT和PET扫描测量肿瘤。他们还会测量患者血浆中的药物浓度并持续跟踪他们的饮食和睡眠方式。Narain说:“很可能我们是第一次尝试做这种事并被FDA批准的。”

目前的试验有100多位来自纽约康奈尔威尔医学中心、得克萨斯大学MD安德森癌症中心和帕洛阿尔托医学基金会的参与者参与。尽管还处于初始阶段, 但早期的结果令人振奋, 这表明该药物在治疗病重患者的高代谢实体瘤上是有效的而且副作用也最小。“我们看到了肿瘤的减小而且我们看到病人感觉精力充沛, 身体好了很多。”Narain说, “我们甚至还在试验的第一阶段就看到了肿瘤消失, 这对这类病人而言是很罕见的。”

Narain清楚记得有这样一个特殊案例。那位病人是一位患有膀胱癌的男性军医。之前他的医生是康奈尔大学首屈一指的胃肠专家之一, 但该病人拒绝了所有治疗方法。

医疗器械研发 篇7

(2)集中式光源结构,实现了光源不可见,避免炫目效果;

(3)独特的整体反射技术,使光线经过二次反射,保证了超高的无影率;

(4)焦距深度可调技术,始终保持稳定均匀的有效光斑,提供了超乎想象的视野深度和光柱容量;

(5)光源采用最新的暖白色LED灯光技术,真实的组织色彩还原;

(6)LED颗粒结构稳定,不易破碎,无汞污染,且发出的光不含红外线和紫外线成分,无辐射,不会伤害医师皮肤;

(7)顶尖的LED专业技术,实现了绝对的冷光,术野温升<1˚C,医师头部温升<1˚C;

(8)进口欧达尔悬挂系统,6组万向关节联动,360度全方位设计,稳定性好,定位准确;

(9)灯盘表面为光滑圆弧型、无缝隙,稳定性强,有利于手术室层流净化及消毒。

医疗器械研发 篇8

1医疗机构制剂概述

医疗机构制剂是指医疗机构根据本单位临床需要经批准配制、自用的固定处方制剂, 不同于药品监管部门正式批准上市的药品。医疗机构制剂一般是市场上没有供应的品种, 患者可在医院药房凭医师处方购得。

20世纪90年代前, 我国医药工业基础较差, 药品供应不能满足医疗卫生的需要, 医院药学工作者为保证临床治疗用药, 自行配制一些工艺简单的如酊、水、糖浆、膏之类的制剂。初期制剂室的设施、设备及质量标准均无明确的要求及规定, 多数为手工操作, 在一定程度上缓解了供需矛盾。长期以来, 医疗机构制剂实行的是备案管理, 没有实行严格的注册审批制度。1985年施行的《药品管理法》第十九条规定, 医疗单位配制的制剂, 必须根据临床需要并按规定进行质量检验。1989年卫生部颁布的《医院药剂管理办法》第十六条对审批程序进行了细化, 但制度过于宽松, 使得各医疗机构竞相配制一些水平低、短平快的品种, 造成制剂品种泛滥。直到于2005年8月1日起施行的《医疗机构制剂注册管理办法》 (试行) (以下简称《办法》) 的出台, 使医疗机构制剂的管理步入全面规范化的轨道。

2江苏省医疗机构制剂研发与申报的现状及问题

2.1医疗机构制剂研发与申报的现状

自2004年7月1日起, 我国药品制剂和原料药的生产全部符合GMP要求, GMP的实施推动了我国制药工业的发展, 也带动了我省医药产业的飞跃, 药品生产能力得到极大提高, 产品结构得到丰富和完善, 药品短缺状况已成为历史。在这种情况下, 医疗机构制剂面临着非常严峻的考验, 调研结果显示, 我省到目前为止现有医疗机构制剂品种达1841种。江苏省食品药品审评中心药品审评科对南京市鼓楼医院、江苏省人民医院、南京军区南京总医院、江苏省苏北人民医院、南通医学院附属医院、苏州医学院附属第一医院等医疗机构通过座谈的方式进行了走访调研, 在调研的6家医疗机构个中获得GMP认证的仅有2家, 大部分医院制剂室环境达不到取得GMP的认证要求。

2.2医疗机构制剂在研发与申报过程中存在的问题

2.2.1 制剂名称未按国家命名原则命名

有些申报机构容易混淆概念, 使用商品名称或者使用自己的单位名称为制剂命名。分析可能原因是由于申报人员没有通过任何方式对医疗机构制剂申报的程序及要求进行学习, 仍旧习惯使用老的办法为自己的制剂命名。

2.2.2 证明性文件不完整

有医疗机构提供证件批准时间已过期, 还有提供的GMP剂型范围中不包含申报制剂的剂型。

2.2.3 标签及说明书设计样稿不规范

大多医疗机构能够按照要求起草, 但也有很多不规范现象, 例如缺少要求项目、不按实填写不良反应、禁忌等。有些医疗机构对新法规没有认真阅读, 造成了许多错误。

2.2.4 处方组成、来源、理论依据及使用背景情况不清晰

处方的来源要具体介绍该处方在本医疗机构制剂的使用情况, 涉及到申报材料和一部分试验的情况, 所以必须据实起草, 并能在核查中提供处方使用情况的证据, 在工作中发现有些医疗机构为了免报资料做虚假证明该处方的使用时间等情况;处方的理论依据既为方解, 必须以中医理论为指导进行起草。

2.2.5 配制工艺的研究资料及文献资料不完善、不真实

工作中发现, 有的医疗机构在起草该资料时没有按试验数据进行, 存在虚假现象, 有的出粉率太高, 有些老的保密方中的药材名称与现在法定标准中规定的有差距, 找不到出处来源, 有的没有做装量差异的检验项目, 使专家审评时对稳定性等问题产生怀疑。

2.2.6 质量研究的试验资料及文献资料不严谨

该项资料也是申报中比较重要, 需要客观提供的资料, 其中要求提供各味药材及辅料的质量标准, 并应说明是何种标准, 如药典、地方标准, 如无法定标准, 申报单位自行拟订标准的研究试验资料, 可以查到标准的必须按照法定标准提供该味药材的种属、产地、有效成分等;工作中发现有些医疗机构提供不出法定标准, 对药味陈述不清晰等问题。

2.2.7 制剂的质量标准草案及起草说明不规范

这个项目是医疗机构在申报过程中最容易不规范行为的, 例如格式、说法、语言、文字等不严谨规范, 有的药味进行化学色普法鉴别, 有虚假行为, 不认真完成实验用虚假照片顶替, 或者有一张照片用于多个含有该药味的制剂当中, 出现雷同情况等, 显微鉴别时因复方制剂, 所以干扰比较大, 要求技术含量比较高, 该项目资料在审评和核查过程中都是重中之重。问题的根源在于, 大部分医疗机构没有办法自行完成质量标准的研究, 在委托过程中容易出现造假行为, 随着各级药监部门核查力度的加大, 对原始试验记录核查的规范化, 这种造假行为越来越无所遁形。

2.2.8 制剂的稳定性试验资料不全面

大多医疗机构可以认真完成稳定试验, 并真实记录试验的数据, 但有些医疗机构还存在试验时间短、提供数据不准确、不真实、伪造数据、检查项目少、不做加速实验等情况, 还有机构含糊其词, 不记录准确的数据记录, 使用“符合要求”等模糊的语言进行表述, 都是不规范和不允许的。主要原因可能是因为医疗机构为了可以尽快配制制剂而提前拿出结果, 来减少申报时间, 根本解决办法应该规定每个剂型的最短稳定性试验期限, 以保证试验数据能够真实反映该制剂的有效期等情况。

3对医疗机构制剂前景的思考

3.1准确把握制剂定位, 修订制剂执行标准

医疗机构制剂应是市场上没有供应的品种, 一旦市场上有相应的品种供应, 应及时将其从制剂管理范围中剔除。同时应对医疗机构制剂进行全面的医学和药学再评价, 本着临床必须疗效确切、质量可控、标准适当的要求, 及时修订《中国医院制剂规范》和相应制剂标准, 淘汰疗效一般或不确切、质控标准不完善及有市售药品替代的制剂。

3.2调整制剂结构, 控制制剂室规模

目前, 在制药工业迅速发展, 大量制剂品种被替代或商品化的情况下, 除制剂需求量大的专科医院、中医院、大型综合医院外, 一般不应再审批《医疗机构制剂许可证》。随着制剂品种逐步减少, 医疗机构制剂应及时进行结构调整, 停止注射剂 (输液和小容量注射剂) 配制, 主要以配制外用制剂为主。通过政策调控, 严格控制或缩小制剂室规模。

3.3简化程序建立有效管理方式

医疗机构制剂自身存在着剂型多、批量少、使用周期短等特点, 其生产方式与制药企业截然不同。一般制剂多为手工操作, 岗位分工不细, 配制过程简单, 因此, 不宜设置名目繁多的各种记录, 而应实行突出重点环节控制、体现GMP宗旨、可操作性强的表格式管理。

3.4利用现有资源, 探索集中配制模式

由于制剂品种的迅速萎缩, 多数“三级医院”的制剂用量不足药品份额的1%, 医院如自办制剂室势必造成巨大的资源浪费。因此, 应对临床急需使用的制剂 (包括中药和西药制剂) 在医疗机构间调剂使用做出合理的规定。或者充分利用经过GPP认证制剂室, 集中配制加工制剂, 解决临床使用制剂问题。

4结语

在国家法律法规日益健全, 医药产业日益兴盛的现在, 医疗机构制剂受到了较大的冲击和影响, 医疗机构应该适时做出调整以适应不断变化的市场要求, 继续发挥医疗机构在临床特殊治疗用药中难以替代的重要作用。医疗机构在对医疗机构制剂的研发与申报时需遵照国家规定进行, 并完善和加强管理力度, 控制并杜绝不规范行为的发生。

摘要：目的:研究在国家新法律、法规的要求下医疗机构的制剂在研发、申报和技术审评过程中应当注意的问题和容易出现的不规范性问题。方法:通过参与医疗机构制剂的审评工作、参加《医疗机构制剂研究技术指导原则》的编写工作, 配合对省内几家医院的走访调研, 对我省医疗机构制剂的现状和前景进行总结, 对医疗机构研发资料和申报资料的规范性提出一些意见和建议。结果与结论:医疗机构在申报时可以按照国家规定对制剂进行研发并起草申报资料, 但是还有一些不规范的地方, 为审评工作带来许多不必要的麻烦, 需要完善和加强。

关键词：医疗机构制剂,申报资料,申报程序

参考文献

[1]国家食品药品监督管理局.医疗机构制剂配制质量管理规范 (试行) [S].2001, 3 (13) .

[2]国家食品药品监督管理局.医疗机构制剂配制监督管理办法 (试行) [S].2005, 4 (14) .