医工简报 |  无电池植入物的连续运行可实现先进的骨折恢复监测；可穿戴连续扩散式皮肤气体分析

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5.11‍‍‍‍‍‍‍‍

医工学人The Innovators

1. Nature ｜ 中国的痴呆发病率正在迅速上升 – 超过全球平均水平；

2. Nature Medicine ｜ 三十年全球膳食铁缺乏症趋势和人口差异；

3.npj Digital Medicine | 深度学习研究的范围综述揭示了耳鼻喉头颈外科中的”人工智能鸿沟”；
4. Med. Image Anal. | PULASki：利用统计距离学习评估者间差异以提升概率分割性能；

5. Science Advances ｜ 无电池植入物的连续运行可实现先进的骨折恢复监测；
6. Nature Communications | 可穿戴连续扩散式皮肤气体分析；
7. ACS Nano l 高分辨率关联显微技术应用于颗粒物诱导肺上皮细胞损伤的纳米生物界面研究；

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 行业动态  

Nature ｜ 中国的痴呆发病率正在迅速上升 – 超过全球平均水平

复旦大学附属华山医院的研究者们分析了来自公共数据库全球疾病负担的六种痴呆的数据。他们发现，在 1990 年至 2021 年期间，全球痴呆病例数量增加了约 160%，但中国增加了 320% 以上。该团队预计，在未来15年中，根据人口老龄化进行调整后，中国的痴呆发病率将继续显著上升，而全球基本保持稳定。但预计同期中国男性痴呆相关死亡率将略有下降，而全球男性死亡率将略有上升。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01384-6

临床综合

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nature Medicine ｜ 三十年全球膳食铁缺乏症趋势和人口差异

在过去的三十年里，膳食铁缺乏症一直是一个持续的全球健康负担，年龄、性别和地区之间存在显著差异。本研究跟踪了 1990 年至 2021 年的全球趋势，确定了高危人群并为有针对性的公共卫生干预措施提供了见解。

https://www.nature.com/articles/s41591-025-03696-6

医学人工智能

npj Digital Medicine | 深度学习研究的范围综述揭示了耳鼻喉头颈外科中的”人工智能鸿沟”

 

临床验证研究对于人工智能（AI）技术在医疗保健领域的转化至关重要，但在耳鼻咽喉头颈外科（OHNS）中可能开展不足。本次范围综述审查了1996年至2023年间OHNS领域的深度学习出版物。通过检索MEDLINE、EMBASE和Web of Science数据库，共识别出3236篇文章，其中444篇符合纳入标准。2012年至2022年间，相关出版物呈指数级增长，涉及48个国家，研究最集中的领域是耳科与神经耳科（28%），大多数研究旨在扩展医疗服务提供者的能力（56%），且主要使用图像输入数据（55%）和卷积神经网络模型（63%）。值得注意的是，几乎所有研究（99.3%）均为计算机模拟的概念验证早期研究。仅有3项研究（0.7%）进行了离线验证，而临床验证研究为零（0%），这凸显了OHNS领域存在的”AI鸿沟”。为跨越这一鸿沟，建议聚焦低复杂度和低风险任务，遵守报告规范，并优先开展临床转化研究。

https://www.nature.com/articles/s41746-025-01693-0

医学成像技术

Med. Image Anal. | PULASki：利用统计距离学习评估者间差异以提升概率分割性能

  医学图像分割常面临专家标注差异大、标注数据稀缺及类别不平衡等挑战，传统方法易产生过度自信的分割结果且缺乏不确定性量化。德国马格德堡大学Soumick Chatterjee团队提出一种基于条件变分自编码器的生成式分割方法PULASki，通过引入统计距离改进损失函数，有效捕捉专家标注变异性。PULASki在颅内血管分割和多发性硬化病灶分割任务中验证性能，采用Hausdorff散度、Sinkhorn散度等统计距离替代交叉熵损失，在3D块训练中结合GPU并行化处理，生成的分割结果与标注分布的广义能量距离（GED）较基线方法降低46%-56%。实验首次系统对比2D切片与3D块分割效果，3D模型生成的血管结构解剖合理性显著提升，表面网格更平滑，适用于计算流体力学等下游任务。

https://doi.org/10.1016/j.media.2025.103623

康复（神经）工程

Science Advances ｜ 无电池植入物的连续运行可实现先进的骨折恢复监测

实现具有无缝、慢性、高保真器官接口的数字连接身体的巨大障碍包括获取能源和确保可靠连接的挑战。目前，运行受到占用大量电池的限制。因此，无线、无电池运行至关重要，需要一个系统级解决方案来实现可穿戴和植入设备的无缝连接。5月9日，亚利桑那州立大学的研究者们提出了一个技术框架，可以在自由移动的受试者中实现无线、无电池的植入物作，从低位移、无电池的植入物中传输高保真信息，几乎不需要用户交互。使用远距离无线充电的可穿戴生物共生设备实现，该设备用于为完全可植入的支持 NFC 的植入物供电和通信。研究者们通过骨表面电子设备来演示这种能力，这些电子设备可以提供骨骼健康洞察。为期 11 个月的大型动物研究强调了植入物传递骨骼健康信息而不会对受试者产生负面影响的能力。临床可转化性通过骨折愈合研究显示，这些研究证明了骨结合的生物标志物。

https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.adt7488

可穿戴技术

Nature Communications | 可穿戴连续扩散式皮肤气体分析

运动和光学获取的血流动力学等生物物理信号是可穿戴设备的基础传感模态。扩展这一工具集对于数字医学的发展至关重要。当前的研究主要利用汗液和组织间液等生物流体，通过粘附式传感器进行监测，但这些技术受限于表皮更新而存在根本性缺陷。一类尚未充分探索的潜在生物标志物是人体释放的气体。该研究提出了一种捕获皮肤气体释放的方法，采用一种可扩散的设计，使腔内气体能够与环境气体通过扩散进行交换。该方法结合对环境和腔内气体浓度的差分测量，实现了在日常生活活动中实时分析汗液分泌率、挥发性有机化合物（VOCs）和二氧化碳。由此获得的生物信号具有超越现有方法的时间分辨率，为生理过程提供了前所未有的洞察，且无需更换传感器即可连续工作数周。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-59629-x

生物材料

ACS Nano l 高分辨率关联显微技术应用于颗粒物诱导肺上皮细胞损伤的纳米生物界面研究

该研究采用多模态高分辨率成像技术联用策略，整合高分辨率荧光寿命成像显微镜（FLIM）、高光谱荧光成像（fHSI）、扫描电子显微镜（SEM）、超高分辨率氦离子显微镜（HIM）以及同步辐射微区X射线荧光（SR μXRF）技术，系统性表征纳米生物界面，并深入揭示肺上皮细胞对已知致炎性二氧化钛纳米管（TiO2 NTs）的响应机制。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c17838

END

内容 | 邹海达 罗虎 张艳青 员蓉 郝娅婷

编辑 | 余帆

审核 |  刘帅 罗虎

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