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前面讲到
医院的这些大型的设备
在做检验的时候
所需要的样品量是比较多的
比如说需要用这样的试管
采集4毫升的血
然后我们才可以做分析
那么 现在我们
已经回到实验室
在清华
我们现在在想
我们怎么样能够用
这样的器件
替代这样的试管
然后样品量
不需要几毫升的血
而只需要我们在
手指头上扎一下
然后 把这个血取下来
然后指尖的几十个微升的血
进到这个芯片里面
我们可以到这样的机器上
去做检测
下面我给大家演示一下
那么 芯片采了样以后
放进去之后
合上盖
它就可以自动进行分析了
分析的时间通常就是几分钟
到十几分钟就完成
那么 这样一个过程
大家可以看得见
采样是很少的
分析时间是很快的
而且分析
整个过程是自动完成
这样的话 就使得我们
在社区和家庭当中
使用的时候变得非常方便
使得我们平时
对我们的健康状况
按照我们的意愿
随时可以进行监控
不需要像我们现在体检这样
每年一次
要到医院去做体检
才可以完成
因此 我们身体有什么不适
随时随地你可以知道
所以 这样的需求
从临床上提出来
那么 到了实验室
我们根据这样的要求
开发出这样的平台技术
但是 这样的东西
是没有办法进入临床的
那么 它怎么样能够最后
变成一个最终的产品
能够进入临床呢
那么 在后面
我还会继续跟大家进行讲解
前面我们讲了
在医院比如说我们看到
全自动的生化分析仪
它一个小时可以分析
将近上千个样品
然后 全自动的
免疫化学发光分析仪
它一个小时可以做
200个样品的分析
但是 这些分析的通量
对于我们大型的医院
病人很多的情况
有的时候也是显得捉襟见肘
不能满足要求
所以 在这样的情况下
我们就在想
是不是我们可以有
全新的平台
不用这些机械手去操作
开发出来耗药量少
但是 通量极高的平台
那么 同学们
这个平台大家可以看得见
就是潜在的
正在开发的技术
那大家可以看得见
计算机上所显示的
就是我们在这样的芯片上
我们可以做成液滴的发生
和检测装置
那么 通过这个显微镜
大家可以看得见
非常快速的
我们可以生成液滴
那大家可能会问
生成液滴干什么
生成液滴
每个液滴中既有样品
又有反应液
因为外面是油性的
东西包住的
里面是水相的
所以 它形成这样的液滴
每个液滴就相当于
是我们一个试管
所以 这儿大家可以看得见
我们可以把速度提得非常高
这样的话 我们每个小时
就不是几百个上千个了
可能是数千甚至上万个
样品在这儿跑
而通量提高的时候
我们的样品的量降下来了
我们所需要参加反应的
试剂的量也降下来了
那这些量的下降
意味着什么呢
病人的痛苦减少
我们的花费
在试剂上的花费减少
通量的提高意味着什么
意味着我们可以更快的
把结果
检测的结果送给病人
送给医生
这样 我们就达到了
多快好省的目的
而这样的平台要构建好
它是离不开光学
机械 电子
软件和生物
五样东西都要俱全
在这儿我们才可以完成
一个平台的系统的操作
和分析
所以 在这儿
大家可以看得见了
我们这边它有光学的
有机械的 有电子的
然后有一整套软件
在计算机里面
然后 分析的这些对象
都是我们的生物的一些标本
和反应的试剂
所以 在这儿
大家就看见了一个例子
就是我们正在做
以前从来没有人做过的事情
但是 这些技术一旦说
工作的时候
可能它就会给
我们临床的检验
带来突破性的进展
以达到我们临床
高通量 低成本
快速分析的要求
前面我们在医院实地看了
就是对于基因检测来讲
这些分子生物学检测的
实验室
按照规范
用今天的技术
它需要做什么样的准备
我们看见了
一间一间的实验室
被物理的隔离成
不同的单间
然后把不同的仪器设备
器材放进去
为什么要这么做呢
是为了防止样品的交叉污染
因为基因检测
通过基因扩增去做的话
它是一个非常敏感的技术
所以 在我们开盖 关盖
这个过程中的话
就可能出现样品的交叉污染
那么 为了防止
这些事情的发生
让我们物理的
空间不需要隔离
为了让我们的手工操作
尽可能的从繁重的
体力劳动中解脱出来
使得我们可以全自动的完成
因此 我们可以在实验室
就开始做这样的
相关技术开发
大家看见的
现在的这些样机
这是一个
光机电一体化的检测装置
它所使用的
检测对象就是这样的芯片
这个芯片叫微流体芯片
为什么呢
因为在芯片上
有很多的微管道
那么 当我们把这个
被监测的这些基因
放进去了之后
在这个芯片上
通过温度的控制
实时的可以检测
有哪些样品是存在的
比如说有细菌 病毒
什么样的东西存在
所以 在这儿大家可以
看得见
我们的研发过程
它是从无到有
从大到小 从复杂到简单
那么 在这儿
我给大家做一个示范
比如说我们需要
把样品加到这样的芯片上去
手工加样
加完之后
然后我们需要把它放在这个
仪器上去做反应
所以 在操作完之后
这个装载机构就退出来了
这样的话
我就可以把我的芯片放上去
那么 放上去之后
我们再一操控
它就进去了
进去完之后
我们计算机的程序启动
那么 在机器内部
我们就可以做
恒定温度的控制
和特定转速的控制
使得我们可以在
稳控过程中动态的
对反应的结果进行检测
在反应的过程中的结果检测
就是通过我们的曲线
反映出来
那么 我们这儿每一条曲线
不同的颜色就代表的是
一个背景的物质
比如说是大肠杆菌
还是说其他的酵母菌
还是什么
那么 这个曲线要是起来了
就说明有这个物质存在
或者是有这个对象存在
或者是有这个细菌存在
或者是有这个病毒存在
如果它一直是基线不动
那就说明被检测的对象
不存在
所以 它是非常直观的
一目了然
那么 整个检测过程
像我们的芯片
它一次可以对13种
呼吸道常见的
病原体一部分进行检测
一个半小时
我们就获得结果
所以 这个跟今天上午
我们在医院看见的这个结果
去比的话
速度提高了很多倍
现在在医院中
有一块是非常热门的
什么东西呢
就是对于肿瘤这样的疾病
精准治疗
那么 要干这个事情
一定离不开
我们对基因进行把向的
突变的检测
当我们测到这些信息之后
我们就知道
针对一个特殊的肿瘤病人
什么样的药上去之后会有用
什么样的药上去之后无效
那么 要完成这样的检测
现在在医院
是通过一代测序 二代测序
这样的手段去完成
但是 用这样的仪器设备
前期有大量的手工
需要去操作
比如说怎么样把核酸
从我们的血液标本中
组织标本中提出出来
提取出来之后
然后又怎么样去扩增
扩增完之后
同时又怎么样进行标记
然后又怎么样完成
分离和检测
这些步骤
手工操作多了之后
就会干扰到我们
所以 容易出错
同时 效率变得比较低下
那么 通过跟临床进行走访
大夫们跟我们反映了
如果说谁要能够
开发一个平台
所有的这些操作
都能够全自动的完成
那么 临床将会非常欢迎
所以 得到这样的
信息反馈之后
那么 我们回到实验室
老师跟同学一块儿商量
我们就有这样的想法
大家可以看一下这样的机器
这个机器
现在你看上去根本就不成型
我们叫做面包板
面包板的东西
就说我搭好了
它能够证明这个系统
是不是能够工作
在这个基础上
通过可性行实验之后
我们就要开始去
真正去搭建相关的分析仪器
和设备
所以 在这个机器中
我们涉及到了这样的芯片
这个是专门做
样品制备和扩增在一体的
这样的塑料的微流体芯片
那么 它完成样品的
提取扩增之后
所获得的产物
就要用这个芯片
跟它衔接之后
然后完成自动的分离和检测
所有这些过程
都会在这个心脏部分完成
它的外围部分
有电子的控制线路
有这些泵 阀门
来控制我们流体的流动
同时 还有光学的装置
进行检测
所有这些操控背后
就是在我们计算机中的
它的控制软件
那么 有这些控制软件
和这些硬件进行配合之后
在这个分离检测的时候
通过这个芯片上
特定的检测部位
我们就可以获得
在分离检测过程中
哪些核酸是存在的
那些突变是存在的
这样的信息就会通过
色谱的方式
在屏幕上显示出来
这样的话
就可以供我们大夫进行分析
和选用
同学们 我们在前面讲到了
对于我们疾病的诊断来讲
我们有两个大的部分
在医院
我们叫做“两只眼睛”
一个就是我们的检验科
病理
还有一个就是我们的影像科
那么 在这两个部分来讲
现在我们的医院能看见的
影像设备
都是体积大 价格贵
而且对于疾病的检测
诊断来讲
一般都是要到中晚期
可能才能够发现
可是现在我们面临病人
是越来越多
面对这样的情况
那么从临床医学和预防医学
他们给我们提出来的就是
有没有什么技术手段
能够在疾病发生之前
当我们出现
亚健康状态的时候
有一些征兆
我们就可以捕捉到
这样的话
我们就可以提前进行干预
所以 针对这样的需求
我们就开始思考
怎么能做到这样的事情
一般来讲
病人都是到了病重的时候
就往大医院去
那么对于我们这么大的国家
这么多的人口来讲
如果大家都拥到大医院去
我们有限的大医院
是根本吃不消的
所以 我们希望能够把
轻的病人
和刚刚出现有不适症状的
病人
能够截留在社区
截留在他们居住的所在地
通过和中医进行交流之后
我们发现我们中医的
目诊这个技术
非常非常的有意思
大家可以看一下这张图
这张图
中医把人的巩膜部分
分成了17个区域
那么 每个区域
对于我们身体的不同的部位
所以 根据每个区域
它血管的分布
还有就是巩膜
本身它应该是白色的
那么 它要出现其他的
异样的颜色
比如说褐色 黑色
可能就提示我们
我们对应的器脏出问题了
那么 这样的影像设备
在以前是没有的
以前中医是靠自己的眼睛
去看病人的眼睛
所以 很难做到普及
但是 这个技术好在哪呢
它非常的实用 接地气
不需要花费很多的钱
而且对病人身体
不会导致伤害
所以 了解这些情况之后
那么 作为学工程技术的
我们来讲
这就是图像识别的技术
那么 我们再把中医
他脑袋里头装的
这些判据
变成计算机的语言
我们就可以做专家系统
进行判读
对这样的影像
所以 有了这些想法之后
我们就开始搭建这样的系统
这一套系统大家可以看得见
它里面有光学的这些部件
我们做了一套机械的装置
当被测试的人他坐好
眼睛靠近取样窗口的时候
里面的光学的成像装置
就会捕捉我们巩膜上的
不同区域的信息
然后 把图像传送到计算机
进入我们专门编制的
软件中进行存储 分析
最后根据图像
根据我们中医的这些
专门的知识
进行综合判断之后
就会产生一个检验报告
最后告诉我们被测试的人
他身体什么部位正常
什么部位异常
这样的话
我们就可以进行随时的
监控 干预
看看是不是能让它的
相关部位
及时能得到调整
然后能从亚健康
甚至是不健康
最后回归到健康状态
-生物医学工程引言
--生物医学工程引言
-课程简介
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-01 组织工程概述和发展历程
-02 组织工程构成要素和代表产品
-03 人体器官重建的挑战
-04 组织脱细胞化技术及相关产品
-05 组织脱细胞化技术辅助复杂器官重建
-06 3D生物打印技术简介
-07 3D生物打印技术用于再生医学
-08 可注射微组织辅助再生医学治疗
-09 肿瘤精准治疗计划
-10 三维微组织阵列辅助临床精准用药
-11 结语
--11 结语
-测试题--作业
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-引子
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-走近临床
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-产业转化
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-小结
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-测试题--作业
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-01 介绍
--01 课程简介
-02 X射线影像
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-03 CT影像
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-04 超声影像
--04 超声影像
-05 磁共振成像
--05 磁共振成像
-06 总结
--06 总结
-测试题--作业
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-01 脑起搏器技术总体介绍
--Video
-02变频电刺激技术
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-03 脑起搏器电极技术
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-04 具有脑电记录功能的脑起搏器系统
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-05 脑起搏器远程程控技术
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-06 总结与展望
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-测试题--作业
-课程简介
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-引言
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-脑机接口技术
--脑机接口技术
-大脑对中文声韵母的处理
-大脑对中文声调的处理
-科研与临床的结合
--科研与临床的结合
-结语
--结语
-测试题--作业
-01 液态金属简介及液态金属血管造影技术
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-02 基于液态金属流体特性的肿瘤阻断治疗技术
-03 基于液态金属电学特性的皮肤电子学
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-04 液态金属在体3D打印技术即可注射电子技术
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-05 基于液态金属电学特性的神经连接与修复技术
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-06 基于液态金属的机械力学特性的可注射式骨水泥技术
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-07 液态金属腔道或血管机器人
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-08 总结及展望
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-液态金属生物材料学--测试题
-课程简介
--公告
-01 微创手术的起源
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-02 医学影像引导手术
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-03 临床手术现状与问题
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-04 影像增强引导方法
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-05 医疗机器人与远程手术
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-06 空间透视融合导航
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-07 精准微创诊疗器械
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-08 智能微创诊疗一体化
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-09 结束语
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-测试题--作业
