2024年“共创未来”中美青年创客大赛总决赛及系列活动于2024年8月9日至2024年8月12日在北京市中华世纪坛成功举办。来自中美两国83支队伍，400余名青年创客齐聚一堂同台竞技。

经过激励比拼，来自清华大学生物医学工程学院的清镜智控团队脱颖而出，荣获一等奖。这是我院建院来首次获得此类大赛的最高奖项。

团队名称：清镜智控

项目名称：前端可伸缩的支气管智能一体化导航系统

团队成员：团队共有5位成员，分别是王杰（队长），孙奕华、杨怡光、陆续、王颖妮。团队成员均是来自生物医学工程学院的在读博士生，研究方向涵盖医学影像分析和微创诊疗机器人等领域。

指导老师：廖洪恩教授

项目简介：

肺癌是全球最致命的癌症之一，早发现、早治疗是降低其发病率和死亡率的关键。在中国，肺癌仍然是恶性肿瘤发病和死亡的首要原因。尽管支气管镜肺活检术是肺癌早筛的金标准，但传统支气管镜在操作中存在挤压损伤出血、重定向困难以及活检时稳定性差等问题，影响操作的准确性和病理诊断的可靠性。此外，现有的支气管镜导航面临电磁传感信号抖动和支气管呼吸变形导致的配准误差等挑战，容易造成导航失败，影响医生的操作判断。

为解决上述痛点，本项目提出前端可伸缩的支气管镜智能一体化导航系统，从硬件操作和软件导航两个方面保证精准导航和安全可靠的活检操作。具体包括：1. 前端可伸缩支气管镜机器人系统设计：通过支气管镜前端的可伸缩结构，减少气管损伤，避免挤压出血，同时方便末端重定向和刚度调节，提升活检的精准性和稳定性。2. 基于视觉和磁定位的导航技术：利用视觉和电磁传感技术实现实时精准导航，克服传统方法中的配准位置偏移问题。通过对抗扩散生成模型和双阶段域迁移深度估计网络，实现术中气管深度感知，提取点云信息并与术前气管模型配准，矫正磁定位误差，提高导航精度。该系统旨在通过提高支气管镜活检的精准性和可靠性，更有效地进行肺癌早期筛查和诊断。

应用前景：

该项目旨在提高肺癌早期筛查和诊断的精准性和可靠性。通过优化支气管镜的设计和导航技术，解决传统支气管镜操作中的一系列问题，如气管损伤、定位不准、以及活检的稳定性不足等。该系统有望在医疗领域得到广泛应用，特别是在肺癌早期检测中，为医生提供更加准确的工具，从而提升治疗效果，降低肺癌患者的死亡率。

社会价值：

1）降低肺癌死亡率：通过更早、更精准地发现肺癌，提高患者的存活率，进而显著降低肺癌的死亡率。2）改善患者治疗体验：减少传统支气管镜操作中可能引发的气管损伤和出血等不适，提高诊疗的安全性和舒适度。3）提升医疗资源效率：通过更高效的肺癌筛查，减少误诊和误治，优化医疗资源配置，降低社会医疗成本。总体而言，该项目具有显著的社会效益和广阔的应用前景，能够为公共健康和医疗体系带来积极影响。

图总决赛现场图

总决赛现场：

自5月25日启动以来，2024中美青年创客大赛历经全国14个分赛区及美国赛区的选拔，共有116支队伍入围总决赛。总决赛期间，青年创客们进行了深度交流，在彼此的碰撞中激发更多创新思路，积极将创意变成现实。在巡审评审和路演答辩等多个环节的角逐中，涌现出了众多新颖、实用的项目作品。

8月12日，教育部国际合作与交流司副司长陈大立、美国驻华大使馆公使衔参赞费曼舒（Mary Sue Fields）、清华大学创新创业教育总协调人、教务处副处长胡楚雄等出席总决赛颁奖仪式并为获奖选手颁奖。

验室介绍

廖洪恩教授AT3D实验室（Advanced Theranostics and 3-D Imaging Laboratory）长期致力于医疗机器人和微创精准诊疗的研究。实验室针对微创精准诊疗在不同领域的应用进行智能医疗器械，三维医学影像等研发，同时也尝试突破传统意义上的微创手术概念，开拓新型微创高精度诊断治疗一体化领域并着眼于临床应用。相关研究近期被国际著名学术期刊IEEE/ASME Transactions on Mechatronics、IEEE Transactions on Industrial Electronics和国际顶级会议2024 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)、The 27th International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention (MICCAI 2024)等报道。

赛事介绍

中美青年创客大赛由中华人民共和国教育部主办，中国（教育部）留学服务中心、清华大学、北京歌华文化发展集团有限公司、英特尔公司和中国大学科技园联盟共同承办，是中美人文交流的亮点活动，是中美两国元首达成的重要共识。经过多年深耕细作，大赛规模不断扩大，水平不断提高，形成了鼓励中美青年自由探索、协作创新、共促友谊的独特亮点，为增进中美青年友谊，促进中美人文交流做出了重要贡献。自2014年举办首届大赛以来，共吸引超过7万名中美青年参与，产生作品超过17000件。