一、实验室历史演革
“心血管疾病医学工程教育部重点实验室”（以下简称本实验室）是由北京市省部共建教育部重点实验室，2018年9月由教育部审批成立，依托单位为首都医科大学影像学系、心内及心外科学系。2019年5月通过专家论证予以建设。本实验室将结合国家中长期科技发展战略，立足于科学发展前沿，围绕重大心血管疾病的早期预警、早期诊断和早期干预的关键技术及个性化诊疗方案开展生物医学工程研究。建立起一个国际水平的心血管疾病生物医学工程研究基地，开创心血管疾病生物医学工程研究的新模式，并向临床进一步转化。
二、实验室研究方向
1、总体定位：自我国现阶段心血管疾病诊疗的瓶颈问题出发，精准揭示发病机制、力求精准诊断及靶向干预。利用北京在心血管疾病领域丰富的临床资源和优质的专家资源，进行开放平台建设、医工交叉研究及科研成果转化。
2、研究领域：本实验室研究领域为心血管疾病所涉及的医学工程内容。
3、实验室研究方向：重点围绕与心血管疾病及其相关疾病进行深入研究，主要从以下几个方面进行：
1）干细胞实验平台
通过研究干细胞分化相关机制，寻找构建新的组织与器官的方法，建立干细胞生物样本库，研发诱导多能干细胞相关产品及临床试验，开发心血管疾病新的药物和治疗方法。
2）人工智能影像平台
根据专家标注影像数据库，通过深度神经网络从影像数据中提取可分离的复杂语义特征，并将语义特征与专家标注进行关联，从而在一定数据规模下探索得到了稳定、准确的医学影像疾病识别算法，实现疾病的早期预警、早期诊断和早期干预。
3）基因检测研究平台
构建心血管疾病遗传基因数据库，利用已成熟的基因相关的检测技术及服务，挖掘个体遗传信息，了解疾病遗传背景，为疾病遗传咨询及相关基因靶向治疗提供便利。
三、实验室现任及历任主任
实验室主任：张宏家，主任医师、教授、博士研究生导师、北京学者。现任首都医科大学附属北京安贞医院院长、首都医科大学心脏外科学系副主任、心血管疾病医学工程教育部重点实验室主任、心血管疾病精准医学北京实验室主任。享受国务院政府特殊津贴，入选国家卫生健康突出贡献中青年专家、教育部新世纪优秀人才、全国优秀科技工作者。我国最早开展主动脉疾病外科手术工作的专家之一，长期致力于心脏外科的临床医疗及基础研究。极大程度上提高了我国主动脉疾病的诊治水平，促进了我国主动脉疾病相关领域的发展。主持国家科技重大专项等课题10余项，以第一或通讯作者发表SCI论文50余篇。开发了手术多中心协同机器人系统和多款主动脉疾病预警软件，获得专利和软件著作权多项。建立了规范化管理的心血管疾病临床及生物样本库，获得国家专业机构多项认证。主持编写了我国首部《急性主动脉综合征诊断和治疗规范中国专家共识》，主编心脏外科专科医师培训教材《心血管外科学》。以主要完成人获得国家科技进步二等奖1项。
四、实验室人才队伍现状
实验室注重在临床与基础研究实践中对人才的培养，加强团队的梯队建设，依托团队的临床资源及国家自然科学基金在内的多项国家、省市级研究项目，搭建了完备的人才培养平台，目前团队已构建了以中青年医师为骨干的人才队伍，其中院士1人，北京学者1人，国家自然科学基金杰出青年基金获得者1人，青年北京学者1人，教育部“创新团队”1个，教育部新世纪优秀人才6人。实验室现有高层次人才23名，其中领军人才5名，学科带头人2名，学科骨干18名，教授60人，博士生导师30人，已形成了临床与基础研究全面发展的核心团队。
本实验室定期举办团队内的文献与工作汇报，有计划地派遣团队内人员参加领域内的重要学术会议，使团队时刻掌握领域内的动态与最新发展方向，并积极与相关领域的专家教授进行交流；搭建动物实验平台，开展如腔镜技术等领域内的最新技术的研发及培训，并积极应用于临床。将创新研究成果用于申请国自然等国家、省市级重要课题；鼓励团队人员申请北京市优秀人才、北京市科技新星、国自然优秀青年科学基金等重要人才项目；定期开展青年医师论坛等项目，宣传心血管疾病医学工程教育部重点实验室的理念；与清华大学、北京航空航天大学等学校相关实验室进行研究生联合培养。
五、近期重要研究成果（五年内）
1、手术视频机器人共享系统设备
实验室“手术视频机器人共享系统设备”研发成功，目前已经完成全部的设计、研发、前置设备生产环节，进入后台系统集成、装配、调试阶段。
手术视频机器人共享系统设备主要用于临床的手术示教、手术转播、术中协作、医疗培训、疑难罕见病例记录及数字化手术室建设等方面，所以在图像采集区域精准选择、适配不同手术室影像设备、图像色彩、饱和度以及分辨率等方面都需要有精确的还原能力，并需要大数据量传输技术保证能同时在不同端口进行实时播放和远程互动操控。就目前已有的术中视频采集设备来看，主要是采用术者头灯式录制或需要复杂的设备在手术室组装进行录播，采集质量无法保障、录影转播费用高昂，无法进行术野精确采集或图像质量差，尤其需要过多人力，干扰手术室的正常工作。本实验室研发的“手术视频机器人共享系统设备”可以实现快速部署，具有操作简便，智能追踪，精确锁定术野，高清实时直播，快速存储，远程交互，多路传输，适配多种手术室设备（C型臂、腔镜、超声等）等特点。该系统整合手术室多种视频、数据信号，利用4G/5G聚合通讯技术，可以满足多点用户在远端设备（电脑、手机等）实时共享手术术野、术者操作等情况，并进行互动交流；适用于远端专业人员进行手术学习、观摩、辅助决策、优化手术方案等场景；可成为各级医院手术室必备的手术图像采集设备，对手术操作进行实施记录，解决手术操作医学资料存储的难点。目前该系统的设计、研发、前端设备生产已经结束，正在进行后台系统集成调试与性能优化，并已经在首都医科大学附属北京安贞医院进行实地测试，实验数据满意！
2、实验室完成干细胞膜片治疗缺血性心脏病的临床前研究
该项目由实验室张宏家教授和兰峰教授牵头，应用全球领先的细胞膜片技术，针对心力衰竭这一全人类亟待攻克的医学难题，开发用于重症心衰治疗的脐带来源间充质干细胞细胞膜片产品。细胞膜片技术使用脐带间充质干细胞接种于表面涂覆有温敏高分子的培养皿中进行培养。待细胞汇合后降低环境温度，培养皿表面的温度敏感型高分子链结构发生变化，不易于细胞贴附，使细胞连带其分泌的细胞外基质一起从皿底脱离，得到细胞膜片。细胞膜片可以不借助缝合或胶黏等方法贴附于心脏表面。细胞膜片的贴附能够有效控制左心室重塑，与心梗模型对照组相比，细胞膜片治疗组左心室射血功能有显著提高，动物生存率有显著提高。目前公司已完成膜片制备工艺的技术开发，部分质量控制标准建立，开展了小型动物实验和小规模的大型动物安全性和有效性评价实验，已证实细胞膜片产品针对急性心力衰竭具有明显的治疗效果，明显优于已知所有传统化药与新型单细胞悬液注射治疗产品。
3、心血管重大疾病人工智能影像工程
通过建立心血管重大疾病人工智能影像大数据，利用大数据分析及深度学习关联算法，开发人工智能影像识别系统及临床决策支持系统。研究利用人工智能技术结合多模态影像辅助诊断脑静脉窦血栓，同时，确定现有研究中CSVD患者较为一致的易损脑区，揭示CSVD及相关认知障碍的神经机制，并进一步发现血脑屏障水交换率可作为监测CADASIL和HTRA1-杂合突变脑小血管病疾病进程的潜在影像学指标。系列研究成果发表在cerebral cortex, brain和stroke等杂志。
4、胎儿心脏病智能医疗平台及影像传输硬件设备-“先心安产品”，亮相服贸会并完成项目转化签约
2021年9月5日，中国国际服务贸易交易会-智慧医疗卫生服务展区，由北京安贞医院及百家康然（北京）科技有限公司共同研发的“先心安”胎儿心脏病智能医疗平台项目签约仪式隆重举行！实验室PI何怡华教授作为医院代表，与百家康然公司张宁总经理共同签订项目合作书，为项目推广助力！
经何怡华教授团队几年潜心研发，成功推出“先心安”胎儿心脏病智能医疗平台及影像传输硬件设备。“先心安”智能平台以“从生命起点守护生命健康”为己任，通过智能硬件设备研发及铺设，保障图像、操作及多端会诊的实时性，实现智能质控、产前筛查及专家决策，从而提高筛查及诊断准确率，并提高专家效率。本项目同时获得了科技部十三五重大出生缺陷国家重点研发计划支持，已在全国八家省级妇幼保健院及十余省市自治区的二十余家医疗机构推广及应用，获得了良好效果。
通过项目的推广及实施，能够将全国优质医疗资源下沉，使患者“足不出户”就可以享受国内一流的医疗服务，发挥科技在医疗诊断中的重要作用，形成线上线下一体化的现代医院服务与管理模式，为患者提供更高质量、更高效率、更加安全、更加体贴的医疗服务。最终改善我国医疗资源“非均质化”现状，达到降低出生缺陷，提高出生人口素质的目标。
5、心血管疾病医学工程教育部重点实验室生物样本库及心血管疾病遗传基因数据库
目前有主动脉夹层、冠心病，HIV心肌病变、颈动脉夹层、静脉窦血栓、烟雾病、CADASIL等病种样本， 共收集4000余患者，是目前我国在心血管领域较为领先的生物样本库，为提高我国心脏及大血管疾的临床与研究水平提供了有力支撑。截止到2022年12月共有5000余例样本，组织样本60余例。心血管疾病遗传基因数据库为我国技术领先的心血管遗传基因数据库，数据库中包含目前在心血管临床国内外公认的致病基因以及在我们实验室研发的过程发现新发突变基因，低频基因等。利用遗传数据的分析整理，可以对未来心血管遗传疾病进行标注，参考等价值。
六、联系方式
1. 联系人：贾老师
2. 电话：13391698935
3. 电子邮箱：xqjia2014@163.com
4. 地址邮编：北京市丰台区右安门外西头条10号，100069