医工简报 | 为什么远程外科手术推进缓慢？如何测量人类的生物衰老？用于手工搬运任务的软性可穿戴机器人

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行业动态

为什么远程外科手术推进缓慢？

远程手术能克服地理障碍，能够在手术资源匮乏的地区提供高质量的医疗服务。尽管技术日新月异，远程手术的普及速度依然缓慢。2月26日，苏黎世联邦理工学院 Florian Heemeyer 等人系统分析了远程手术的现状及其应用场景，提供了对远程外科研究现状的全面分析和指导。作者指出，远程手术在紧急手术和技能稀缺的情况下尤为适用，并总结了推动其发展的关键技术领域，包括手术机器人、通信技术和临床评估。文章还探讨了远程手术在低收入国家、高收入国家、太空和军事等极端环境中的应用潜力，强调了其在改善全球医疗资源分配中的重要作用。
https://doi.org/10.1126/scirobotics.adq0192

临床综合

Nat. Med. | 如何测量人类的生物衰老

生物衰老的量化研究是老年医学领域的重要课题，其进展对理解衰老机制和开发抗衰老干预措施具有重要意义。2月26日，美国国家老龄化研究所的 Luigi Ferrucci 等人在《自然·医学》上探讨了如何准确测量人类生物衰老。作者回顾了过去二十年在衰老生物标志物领域的重大进展，包括基于 DNA 甲基化的表观遗传时钟和多表型衰老标志物的开发。这些标志物不仅能预测寿命和健康寿命，还能反映环境和行为因素对衰老的影响。研究还指出，未来的衰老测量方法可能整合多组学和成像技术，为临床提供更精确的生物衰老评估工具，从而指导个性化抗衰老干预。

https://doi.org/10.1038/s41591-025-03550-9

医学人工智能

Nature | 用AI助力药物发现的四种方法

黑白机械臂被其他机械包围的俯视图。

药物发现非常困难。“在当代医学的 100 年左右的时间里，我们只找到了大约 7,000 种罕见疾病中大约 500 种的治疗方法，”德国汉堡生物技术公司 Evotec 的计算化学家 David Pardoe 说。“这需要太长时间，成本也太高。”但从理论上讲，人工智能（AI）可以解决这两个问题，这让许多人兴奋不已。

27日，《自然》期刊发表文章对AI助力药物发现的方法进行了介绍与展望。AI 应该能够将潜在药物样分子的 3D 几何形状和原子结构结合在一起，并构建它如何适应其目标蛋白质的图片。然后可以调整设计以使潜在药物更有效，或者算法可能会确定要追求的全新靶点。AI 系统还可以考虑药物与其靶标之间相互作用的基本背景：患者身体复杂的生物环境。与各种非靶蛋白的不良相互作用可能会给原本有前途的分子带来副作用。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-00602-5

医学成像技术

PNAS | 基于学习的纵向图像变化推断：在胚胎发育、伤口愈合和衰老大脑中的应用

纵向成像在健康研究、筛查和监测中起着至关重要的作用，能够追踪随时间变化的重要变化。传统方法需要手动预处理以去除不相关的变异，如视野差异、噪声伪影和意外运动。康奈尔医学院的 Heejong Kim 团队提出了一种基于机器学习的纵向图像变化推断方法（LILAC），能够自动比较图像对并突出重要的时间变化，而无需依赖定制处理流程。LILAC 通过卷积 Siamese 架构提取特征对，并通过减法操作和无偏全连接层学习有意义的时间图像差异。实验表明，LILAC 在预测时间顺序和特定目标（如老化间隔和临床评分）方面表现出色，并能够定位相关变化。

https://doi.org/10.1073/pnas.2411492122

康复（神经）工程

IEEE Trans. Automat. Sci. Eng. | 设计与验证一种视觉集成多铰链外装以辅助背屈：对健康个体的可行性研究

外骨骼在帮助功能障碍患者进行康复训练中起着重要作用，但其人机交互的安全性和对不同环境的适应性是阻碍其从实验室原型走向实际应用的关键挑战。2月26日，深圳先进院的 Wang Zhuo 等人设计了一种主动式外骨骼，旨在矫正足下垂，并具备安全的人机交互性能和地形适应性。研究人员通过精密的铰链模块设计，确保驱动绳在铰链接触时达到最大收缩长度，从而机械性防止踝关节过度背屈。此外，研究还集成了地形识别视觉系统，识别准确率达 99.1%，能够根据检测到的地形无缝切换控制模式。实验结果表明，该外骨骼在不同地形下均能有效辅助背屈。

https://doi.org/10.1109/TASE.2025.3545899

可穿戴技术

Adv. Intell. Syst. | 一种用于手工搬运任务的软性可穿戴机器人，配备可调节的扭绳执行器和两级传动机构

背部损伤约占所有工伤的 30%，其中手动搬运任务是主要原因之一。现有的外骨骼设备多专注于单一身体部位的辅助，而理想的可穿戴设备应能同时支持多个身体部位，且不增加额外执行器的成本和重量。2月26日，延世大学 D. Lee 等人开发出一种轻量级可穿戴机器人，采用两阶段传动系统，通过单个电机驱动，将力量传递至多个肌肉群。该设备通过可调节的扭曲绳执行器将电机的旋转运动转化为线性运动，减少了用户的负荷，并在软织物基底的套装中实现了仅 5.2 公斤的净重。研究通过一系列手动搬运任务测试了该外骨骼的性能，结果显示其在减少腰部、肱二头肌和肱三头肌的最大自主收缩方面效果显著，尤其在弯腰姿势下更为明显。未来，研究团队计划引入机器学习以从姿势中检测用户意图。

https://doi.org/10.1002/aisy.202400700

生物材料

Adv. Sci. | 纳米颗粒通过嗅觉途径向中枢神经系统递送药物

中枢神经系统（CNS）疾病的治疗面临血脑屏障带来的药物递送挑战，开发能够高效递送药物的新材料具有重要意义。受气味分子与嗅觉受体快速结合机制的启发，2月25日，沈阳药科大学的 Zhang Wei 等人提出了一种基于硫醇基团修饰的纳米气味颗粒，用于通过鼻-脑途径递送药物。研究通过设计自组装的纳米颗粒，成功实现了抗抑郁药物阿戈美拉汀的高效脑靶向递送，并通过体内外实验验证了其显著的脑积累和抗抑郁效果。研究还揭示了纳米颗粒通过嗅觉黏膜上皮和嗅觉神经途径进入大脑的机制，为 CNS 疾病的治疗提供了新的药物递送策略。

https://doi.org/10.1002/advs.202408908

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编辑 | 罗虎

审核 | 医工学人理事会

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