校企合作毕业设计

面向皮肤病放射性核素敷贴治疗的全自动智能制备系统

“优秀设计”三等奖

资助企业: 上海联影医疗科技股份有限公司

资助年份: 2026

企业导师: 刘伟平 漆赤

指导教师: 陈晓军

项目成员: 翟子璇 裔超 司珂宇 李晓诺

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项目简介

项目概述

面向核医学中放射性核素治疗皮肤病的临床需求,针对瘢痕疙瘩等不规则病变敷贴制备效率低、精度差、依赖手工操作、辐射隐患等问题,有必要研究一套全自动智能制备系统。传统手工描边剪裁及人工喷洒方式存在轮廓轨迹误差大、重复性差、剂量一致性难保证等不足。本项目以此为背景,开发分割切割喷洒封装一体化原型系统,融合图像分割、激光加工、自动给药与热封工艺,实现敷贴片轨迹的适形、快速、可追溯制备,提升临床治疗的一致性与效率。


项目目标

本项目聚焦于研发一款面向不规则皮肤病变的敷贴全自动智能制备系统,首先需完成少样本智能分割算法构建。基于U‑Net与原型表征约束,在少量标注样本条件下实现病灶边界的精细提取,支持医生端交互修正。同步进行激光切割轨迹自动生成,将分割掩膜转化为光滑、闭合、带物理尺度的切割轨迹,替代手工描边剪裁,实现敷贴片轮廓的精准成型。还需开发可控喷洒与封装模块,结合视觉图像处理实现剂量控制,结合热压工艺实现快速可靠封装。最终集成小程序端与后端服务,形成上传分割导出制备标准化工作流,完成整机联调验证。


项目成果

1)开发了少样本瘢痕分割模型,融合原型表征约束与注意力机制,Dice系数达80.13%IoU70.28%,相比当前最优方法分别提升1.89%1.93%

2)实现了激光切割轨迹自动生成模块。与手工描边剪裁的指定轨迹相比,轨迹精度提升约3.3倍,制备效率提升约21倍。同时,集成基于视觉图像处理的滴药运动平台与覆膜热封工艺,实现定量定点滴加,微量注射泵药物滴注精度达0.05%。搭建覆膜热封平台,通过无线控制电机,在30.5秒内完成封装制备全过程。

3)开发了配套临床交互终端软件一套,包括集成上游分割算法的“小程序端—云端数据—模型推理—结果应用”移动端应用架构,以及集成轮廓预处理算法的“云端—医生端—设备端”本地加工控制软件,完成了功能与性能实验及初步临床验证。本项目以人机隔离替代人药接触,大幅降低操作人员职业辐射暴露。


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