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关于推荐2017年度江苏省科学技术奖项目公示


    根据《关于2017年度江苏省科学技术奖推荐工作的通知》(苏科成发〔201785号)文件精神,现对我校马青玉老师参与申报2017年度江苏省科学技术奖的项目予以公示。

    公示期为522日至528日。对公示项目有异议的个人和单位请于201752817:00前向科研院提交异议内容。

    联系电话:85891778 E-mailchensuya@njnu.edu.cn

 

 

                                   科研院

                                    二〇一七年五月二十二日

 

 

 

 

江苏省科学技术奖申报项目公示内容

 

项目名称

基于非线性动力学的医学超声精准诊疗新技术

主要完成人

章东,郭霞生,屠娟,马青玉,张春兵,邱媛媛,龚秀芬

主要完成单位

南京大学、南京师范大学

项目简介

    超声波因其无创、无电离辐射、生物安全性好等优点,在医学应用中扮演着日益重要的角色。医学超声的研究热点覆盖临床诊疗过程的多方面,如超声(造影)成像、聚焦超声治疗等。近年来医学对诊疗技术的精准、可靠、安全性等要求日渐提高,传统医学超声暴露出诊断精度不足、治疗方案不完善、生物效应不明确等问题。本项目从非线性动力学物理本质出发,面向临床诊疗需求,建立了包括超声造影剂微气泡动力学、非线性超声成像、高强度聚焦超声(HIFU)治疗的物理机理及宏/微观超声生物效应等的完整研究体系,取得了如下成果:

1.   生物医学超声中的非线性动力学理论及方法体系:基于Mie散射、改制流式细胞仪、高速显微摄影等技术,对微米尺度气泡动力学过程进行了完整的观测,由此提出靶向微气泡在超声作用下的振动模型;从次谐波、超谐波、剪切力、声微流、声空化等多角度分析气泡动力学导致生物效应的机理,获得了对上述机制进行精确测量及定量调控的方法;构建了完善的超声聚焦理论,在HIFU治疗研究中引入大张角、等效透镜、热波、相位屏等理论,系统分析了非线性、空化、热扩散、随机散射等效应对HIFU过程的影响。

2.   精准超声诊断技术体系:通过次谐波、超谐波、辐射力操控、脉冲编码、靶向微气泡等技术的研究,推进了新一代超声成像技术的发展;提出了磁声无创测温、非线性超声无损测温、超声测量血压、骨健康诊断、内出血实时检测等超声诊断新技术,有望用一个超声探头实现多参数联合诊断。提出磁声传播模型及理论,建立磁感应磁声激发、检测及衍射层析成像技术体系,建立了电阻抗层析成像重建算法;据此对不同电导率、不同电阻抗的组织进行成像研究,在国际上首次获得了生物体电导率分布图像。

3.   从组织至细胞的精准超声治疗技术方案:提出了快速预测HIFU声场、温度场、组织损伤的理论及算法,建立了三维非线性声学-生物传热-非牛顿血流活体治疗模型和整套HIFU治疗的最优化实施方案,提出用连续扫描方式进行HIFU治疗以形成更均匀的焦域、更高的治疗效率和更低的外周组织损伤。基于可控空化效应对药物传递和基因转染过程进行超声主动干预并取得重要突破,基因转染及药物输运的效率和生物安全性均大幅提高。

项目在理论创新与新技术研发方面皆取得了系列原创性成果,于声学、医学物理、药学等领域重要学术期刊发表SCI论文80篇。被J. Acoust. Soc. Am.J. Control. ReleasePhys. Med. Biol等权威学术期刊引用522篇次,其中他引344篇次(8篇代表性成果他引183篇次)。获得4项发明专利授权,进行国际会议特邀报告12次;于重庆海扶医疗科技股份有限公司等单位进行了成果转化,2015-2016年期间实现新增销售额1.38亿元,新增利润近1500万元。团队于2016年入选江苏省“青蓝工程”科技创新团队计划。

经济效益和社会效益

(1)   与多家医院、医学院及医疗器械企业合作,包括江苏省人民医院、江苏省中医院、重庆医科大学、第三军医大学、重庆海扶医疗设备有限公司、湖南康润药业有限公司等;

(2)   为社会培养了一批高素质科技人才:硕士研究生22人,博士研究生14人。

(3)   章东和屠娟分别于2006年和2011年入选教育部新世纪优秀人才计划,章东入选江苏省“333工程中青年科技带头人,屠娟被国际治疗超声协会授予2016年度青年科学家奖,并入选美国声学学会会士。


主要知识产权目录(不超过10件)

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

(地区)

授权或申请号

授权日期

证书编号

权利人

发明人


发明专利

一种测量强聚焦超声非线性声场分布的系统及其方法

中国

ZL201410059590.5

2016210

1950896

南京大学

范庭波,陈涛,章东,胡济民,张崴

发明专利

生物组织非线性HIFU声场确定的方法

中国

ZL201310115229.5

20151118

1845613

南京大学

章东,孙建明,郭霞生

发明专利

一种相控阵非线性声场的确定方法

中国

ZL201310129503.4

20151202

1872195

南京大学

章东,许阳,郭霞生

发明专利

通透性可控的组织工程支架材料的超声加工技术

中国

ZL201119286968.1

201411

1329469

南京师范大学

马青玉,郭各朴

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

代表性论文论著目录(限8篇)

序号

论文、专著

名称/刊名/作者

影响因子

年卷页码

():页码

发表

年月

通讯作者/第一作者(中文名)

SCI

他引

次数

他引

总次数

是否国内完成

1

Enhancement of subharmonic emission from encapsulated microbubbles by using a chirp excitation technique / Physics in Medicine and Biology / 章东、龚燕君、龚秀芬、刘政、谭开彬、郑海荣

2.811

2007(52): 5531

20079

章东/章东

20

35

2

Investigation on the inertial cavitation threshold and shell properties of commercialized ultrasound contrast agent microbubbles / Journal of the Acoustical Society of America / 郭霞生、李倩、张喆、章东、屠娟

1.572

2013(134): 1622

20138

屠娟/郭霞生

8

8

3

Improvement of tissue harmonic imaging using the pulse-inversion technique / Ultrasound in Medicine and Biology / 马青玉、马勇、龚秀芬、章东

2.298

2005(37): 889

20057

龚秀芬/马青玉

23

35

4

A dual-frequency excitation technique for enhancing the sub-harmonic emission from encapsulated microbubbles / Physics in Medicine and Biology / 章东、郗晓宇、张喆、龚秀芬、陈功、吴君汝

2.811

2009(54): 4257

20096

章东/章东

14

20

5

Investigation of superharmonic sound propagation and imaging in biological tissues in vitro / Journal of the Acoustical Society of America / 马青玉、章东、龚秀芬、马勇

1.572

2006(119): 2518

20064

章东/马青玉

12

18

6

The correlation between acoustic cavitation and sonoporation involved in ultrasound-mediated DNA transfection with polyethylenimine (PEI) in vitro / Journal of Controlled Release / 邱媛媛、罗毅、张艳丽、崔炜程、章东、吴君汝、张俊峰、屠娟

7.441

2010(145): 40

20177

屠娟/邱媛媛

63

73

7

Microbubble-induced sonoporation involved in ultrasound-mediated DNA transfection in vitro at low acoustic pressures / Journal of Biomechanics / 邱媛媛、张春兵、屠娟、章东

2.431

2012(45): 1339

20125

章东/邱媛媛

33

38

8

Enhancement effect of ultrasound-induced microbubble cavitation on branched polyethylenimine-mediated VEGF(165) transfection with varied n/p ratio / Ultrasound in Medicine and Biology / 张春兵、曹慧玲、李倩、屠娟、郭霞生、刘政、章东

2.298

2013(3):161

20131

屠娟、章东/张春兵

10

13

 

 

 

 

 


排名

姓名

技术职称

工作单位

对本项目贡献

1

章东

教授

南京大学

提出次谐波及增强谐波成像的方法,提出构建精准治疗超声工程化解决方案。

2

郭霞生

副教授

南京大学

提出和完成造影剂空化剂量的定量化,提出和完成骨性质的超声检测。

3

屠娟

教授

南京大学

提出和建立微气泡振动模型,首次实现了超声联合微气泡实现增强基因转染。

4

马青玉

教授

南京师范大学

建立相位编码脉冲成像技术和超谐波成像技术,提出磁感应磁声层析成像技术。

5

张春兵

教授

江苏省中医院

提出利用超声联合微气泡增强中药川芎嗪治疗脑缺血再灌注损伤的物理机制。

6

邱媛媛

副教授

南通大学

完成了超声联合微气泡促进基因/药物转染的试验工作。

7

龚秀芬

教授

南京大学

建立了多种增强超声造影成像的方法。

 

 

 

 

 

 

发布时间:2017/05/22