医工周报·第45期 | BME2.0:工程赋能未来医学

《医工周报》是医工学人收集、整理与发布的周期性医工领域新闻动态,包括科学研究、创新产品、政策热点等;涉及的领域包括生物医学工程、转化医学、临床医学、卫生系统信息化等。周期性医工领域新闻动态的发布,有助于工程研究人员和临床医生迅速了解该领域在学术链、价值链、产业链及政策链的最新现状,帮助医工领域研究者及从业者获得研究启发及转化可能。医工学人也特别推出《医工周报·研读会》,分享给各位读者。

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科学研究

1 人类大脑活动时的复杂时空结构

人类大脑的运作体现在大规模的功能网络中,这些网络是跨大脑区域的时间相关活动的表达,但整体的网络属性与各个区域神经动力学的相关性研究仍在继续。该研究表明,大脑的网络结构与神经规律性的关键事件紧密相关,在功能性磁共振成像信号中表现为自发的“复杂性下降”。这些事件很好地解释了各区域之间功能的连接强度,促进了神经活动的传播,并具有年龄和行为方面的个体差异。此外,复杂性下降定义了动态塑造连接强度、拓扑配置的神经活动状态,以及大脑网络的层次结构,并全面解释大脑内已知的结构-功能关系。这些发现描绘了神经活动的原则性复杂结构——支撑大脑功能网络组织的人类“复合体”。

BME 2.0: 工程赋能未来医学

生物医学时代正在为传感和控制人体生物分子、细胞、组织和器官带来新的技术突破,这为生物医学发现、数据、生物制造和转化科学奠定了新的前沿。BME 2.0 于 2017 年 10 月 12 日在 BMES 49 上被提出,该文章通过回顾支持生物医学时代的下一波生物医学工程 (BME) 教育,提出了我们认为应该构建 BME 2.0 课程的几项原则:(a) 从第一天开始,以现代分子生物学和复杂生物系统分析模型的语言对学生进行双语教育;(b) 让每个学生都成为生物医学数据科学家;(c) 通过跨越大学和医院系统的垂直整合和融合学习环境,建立一个独特的 BME 发现和创新社区;(d) 倡导包容性卓越的教育文化;(e) 在课程中编纂学科前沿的持续发现,从而确保 BME 2.0 作为培养生物技术市场未来领导者的启动平台。

预计中国糖尿病疾病负担和经济负担将快速增长

该研究使用贝叶斯建模方法对 2020-2030 年中国 33 个省份和全国糖尿病的疾病负担和经济负担趋势,空间差异进行了调查。对糖尿病的患病率和残疾调整生命年 (DALY) 率进行了时间序列预测。预计在 2020-2030 年期间,中国 20-79 岁成年人的糖尿病患病率将从 8.2% 增加到 9.7%。同期,糖尿病的总费用将从 2502 亿美元增加到 4604 亿美元,年增长率为 6.32%。2020-2030 年,中国糖尿病总成本占 GDP 的百分比将从 1.58% 增加到 1.69%,这表明糖尿病经济负担的增长速度快于中国的经济增长速度。2020-2030 年,中国人均糖尿病经济负担将从 231 美元增加到 414 美元,年增长率为 6.02%。疾病和经济负担高的地区集中在东北和/或华北地区。

可穿戴软机器人帮助渐冻症患者恢复手臂功能

尽管上肢可穿戴机器人在康复领域取得了可喜的成果,但为身体有障碍的人(例如,针对因神经退行性疾病导致身体受损的人)开发上肢软机器人可穿戴设备仍处于起步阶段,尚不清楚其是否足够便携并适合日常使用。该研究中,Proietti等人重点介绍了一种柔软、轻便、便携的机器人可穿戴设备,以协助肩部运动。他们在 10 名患有神经退行性疾病肌萎缩侧索硬化症(ALS)的人身上测试了他们的设备,这些人有不同程度的肢体损伤。开启机器人可穿戴设备的参与者在执行模拟日常生活活动的任务时,肩膀的运动范围有所改善。该装置减少了肩部肌肉活动和感知的肌肉用力并增加了耐力。该设备是日常使用的软机器人可穿戴设备开发向前迈出的一步。

创新产品

1 智能马桶实现精准健康监测

利用人类排泄物获取有关标记物的数据来预测疾病的做法可以追溯到古印度,当时学者们注意到蚂蚁会冲向疑似糖尿病患者的尿液。尿液和粪便检测现在已常规用于疾病诊断和管理,但仍需要手动采集样本,这通常限制了它们在家中的使用。 用于健康监测的智能马桶已经在科幻小说中描绘了几十年,但只有少数商业产品能够从人类排泄物中自动收集和分析健康信息。

智能马桶用于精确健康的被动监测有可能在未来对医疗保健产生影响。家用智能马桶可对尿液和粪便进行定量分析,以实现精准健康监测。智能马桶收集的排泄物数据可以安全传输并存储在云端,进行疾病风险预测和早期干预分析。在实现精准健康的智能马桶成为现实之前,仍有许多工程、社会和伦理方面的挑战需要克服。随着智能马桶在被动健康监测方面的不断发展,优先为智能马桶的使用建立道德框架非常重要。

“第七层大脑皮层”:脑机接口新突破

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人类的大脑皮层由6个细胞层组成,而如今,脑机接口公司正试图构建第7层,帮助瘫痪病人仅通过神经信号便可操作电子设备,可移动光标、打字,甚至直接访问社交媒体。日前,美国脑机接口公司Precision Neuroscience公布了自家这一技术。据公司介绍,Precision已成功使用“第7层”设备解码动物神经信号,未来几个月内有望获得美国FDA批准,在人体上测试该技术。

政策热点

1 IDC FutureScape:2023年中国医疗健康行业十大预测

今年的十大预测提出了医院数字孪生系统、医院智能指挥中心、医疗元宇宙等预测,这是医疗数字化转型经过多项技术积累之后形成系统性升级的体现。预测中也包括医疗数字化转型的重点应用,体现在医疗数据治理和医疗信息化平台技术两个方面:

从数据治理来看,可信任的集成、可解释的AI医疗、医院智能指挥中心等预测项体现了未来医疗机构需要一个针对医疗数据的生产、集成、治理与应用的全局视角,这种全局的数据治理视角基于数据安全与信任。

从医疗信息化平台技术来看混合的医疗工作模式、5G医疗、医疗消费主义的兴起等预测项则体现出未来医疗信息系统平台需要云化且需要具备即插即用的特征。

2 2022亚太医疗科技公司TOP10发布

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近日,国际权威医疗科技杂志MedTech Outlook发布了2022年(泛)亚太地区医疗科技企业10强榜单(Top 10 Medtech Companies in APAC – 2022)。

其中有两家中国上榜,分别是心擎医疗和乐普医疗:

心擎医疗是中国为数不多的专注于中短期生命支持领域的医疗器械企业,其自主研发的体外磁悬浮人工心脏,血液相容性、支持时间和流量均达到世界领先水平。

乐普医疗是心血管疾病全生命周期整体解决方案提供商,业务涵盖医疗器械、药品、医疗服务及健康管理三大板块。在医疗器械领域,公司主要涉及心血管医疗器械、诊断试剂和外科等相关领域。心血管领域医疗器械是公司最核心业务,主要包括冠脉植介入、外周植介入、结构性心脏病、心脏节律管理(CRM)、电生理等心血管细分领域产品。公司是心血管器械领域技术创新和商业运营的双重领导者。同时,公司还布局体外诊断、外科麻醉等细分领域。


编辑 | 罗虎

审核 | 医工学人

医工学人简介

医工学人是在医疗科技创新与医工交叉背景下成立的多高校学生学术组织。旨在建立医学、工程学领域研究者的对话渠道,创造交流分享医工交叉前沿技术的优质平台,推动医疗科技创新与医工交叉融合。

目前组织内共有近四百位来自复旦大学、西安交通大学、上海交通大学、清华大学、浙江大学、中国科学技术大学、各高校附属医院等30余所重点高校、医院及科研单位医工学科相关的医生、学生、专家学者等。欢迎志同道合的你加入我们!

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本篇文章来源于微信公众号: 医工学人

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