医工简报 | 机器人辅助经导管二尖瓣置换术;糖尿病足溃疡压力和温度的无线监测;大脑如何决定坚持与放弃?

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行业动态

全球首例机器人辅助经导管二尖瓣置换术

美国靶向心脏瓣膜疾病的机器人微创手术解决方案开发公司 Capstan Medical 完成首次人体机器人辅助经导管二尖瓣置换术，成功将新型二尖瓣输送到两名人类患者中，这标志着微创机器人结构心脏平台首次用于临床实践。该人体手术在智利圣地亚哥的Hospital Clínico Universidad Católica进行。该公司结合了新型心脏瓣膜植入物和先进的导管技术，通过机器人平台为更多患者提供治疗选择。

临床综合

Nature | 大脑如何决定坚持与放弃

脑干中的特定神经元是如何控制行为策略的？3月5日，伦敦大学学院（UCL）的研究团队在《自然》杂志刊发最新研究，揭示了小鼠脑干中缝核（median raphe nucleus）内的三种神经元（释放GABA、谷氨酸和血清素的神经元）如何通过光遗传学技术调控小鼠的坚持、探索和放弃行为。研究发现，抑制GABA能神经元会增强小鼠的坚持行为，激活谷氨酸能神经元则促进探索行为，而抑制血清素能神经元会导致小鼠放弃任务。此外，研究还发现中脑外侧缰核（lateral habenula）在调控血清素能神经元中起关键作用，这一发现可能与抑郁症等精神疾病的机制相关。

https://doi.org/10.1038/d41586-025-00675-2

医学人工智能

Adv. Sci. | scHeteroNet：一种异质性感知的图神经网络，用于精确细胞类型注释和新细胞检测

黑白机械臂被其他机械包围的俯视图。

单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术揭示了细胞异质性的广泛存在，但精确的细胞类型注释和新细胞群体的识别仍面临重大挑战。传统方法在处理高维稀疏数据时存在局限性，尤其是在异质性细胞图谱中识别新细胞类型的能力不足。为此，香港中文大学Liu Jiacheng等人提出了一种基于异质性感知图神经网络的框架——scHeteroNet。该框架通过结合异质性感知的图神经网络和零膨胀负二项分布（ZINB）模型，显著提升了细胞类型注释的准确性和新细胞检测的能力。结果表明，scHeteroNet在多个scRNA-seq数据集上表现优异，能够有效处理异质性细胞图谱中的复杂关系，并在新细胞检测方面表现出色。此外，scHeteroNet还展示了其在数据集整合和生物标志物基因识别方面的潜力，为单细胞数据分析提供了新的工具和方法。

https://doi.org/10.1002/advs.202412095

医学成像技术

Adv. Sci. | 通过 NIR-II 成像动态洞察脑部病理生理学

脑侧支循环和血脑屏障（BBB）对维持正常脑功能至关重要，其动态监测对理解神经血管单元的工作机制具有重要意义。然而，现有的光学成像技术在深脑穿透和高分辨率成像方面仍存在挑战。3月5日，湘雅医院Chen Si等人合作开发了一种基于第二近红外窗口（NIR-II）的高结晶有机纳米探针4T-BSA，用于实时、非侵入性地监测脑侧支循环和BBB的动态变化。研究展示了4T-BSA探针在深脑血管成像、血流动力学记录以及BBB通透性监测中的显著优势，为神经病理学研究提供了新的工具。

https://doi.org/10.1002/advs.202416390

康复（神经）工程

Sens. Actuators, A | 用于糖尿病足溃疡管理与预防的足部压力和温度的灵敏可靠无线监测

糖尿病足溃疡（DFUs）是糖尿病的重要并发症，严重影响患者生活质量，且传统监测设备笨重不便，亟需开发无线、可穿戴的监测系统。近日，西安交通大学叶芝露/张晓慧等研究人员组成的团队在《Sensors and Actuators A: Physical》上开发了一套基于非厄米PTX对称性的无线足部压力与温度监测系统。研究人员设计了一种基于PTX对称性的无线传感平台，通过引入缩放因子(x)实现了高灵敏度和抗错位性能，结合柔性压力传感器和热敏电阻，能够实时监测足部压力和温度变化，识别高风险区域。

https://doi.org/10.1016/j.sna.2025.116411

可穿戴技术

IEEE Trans. Instrum. Meas. | 用于开发定制化可穿戴人体活动识别系统的开源虚拟 IMU 传感器平台

可穿戴人体活动识别（HAR）系统广泛应用于安全监控、康复和健身追踪等领域。虚拟 IMU（惯性测量单元）数据的生成被认为是加速开发周期的关键方法，但其应用仍面临计算资源昂贵、模型训练复杂等挑战。3月5日，《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》发表了一项由广州理工学Xia Chengshuo 等人设计的一种基于3D虚拟角色运动序列的开源虚拟IMU传感器平台的研究文章。该平台通过运动修改增强虚拟IMU数据，支持传感器位置选择、数据处理、模型训练和部署，降低了HAR系统开发的成本和复杂性。

https://doi.org/10.1109/TIM.2025.3548063

生物材料

Adv. Mater. | 用于智能医疗的可打印光子材料与器件

光子材料因其可调的光学特性在医疗健康领域具有广泛应用前景，能够通过光学信号检测生理和生化指标，为个性化医疗和远程健康监测提供了新的可能性。3月5日，南方科技大学林苑菁团队在《Advanced Materials》上发表了关于可打印光子材料及其在生物传感中的应用的综述文章。文章重点包括金属纳米颗粒、量子点、液晶、金属氧化物和聚合物纳米颗粒等光子材料的合成与打印技术，探讨了其在可穿戴和植入式设备中的应用。通过优化墨水配方和打印工艺，可提升光子材料的机械稳定性、生物相容性和光学性能，推动光子材料在健康监测领域的实际应用。

https://doi.org/10.1002/adma.202418729

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编辑 | 梁芷琪

审核 | 医工学人理事会

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