医工简报 | 勃起功能障碍的仿生模型；皮肤健康和生物衰老；人工智能衍生的视网膜年龄差作为女性生殖衰老的标志物

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医工学人

The Innovators

1. Nature aging | 皮肤健康和生物衰老；

2. Nature | 大脑如何控制衰老——以及为什么僵尸细胞可能是关键；
3. npj digital medicine | 人工智能衍生的视网膜年龄差作为女性生殖衰老的标志物；

4. IEEE Trans. Med. Imaging | 用于手术工作流程识别的多教师时间调节网络；
5. npj digital medicine | 数字孪生整合临床、形态学和血流动力学数据，以识别卒中风险因素；
6. microsystems & nanoengineering | 用于超声能量与数据传输的贴片式电容微机械超声换能器；
7. Nature BME | 研究勃起功能障碍的仿生模型

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行业动态

Nature aging | 皮肤健康和生物衰老

6月17日，《自然·衰老》期刊发表综述文章，回顾了皮肤暴露、皮肤衰老标志和相关全身变化之间的相互作用，以及它们对治疗和疾病的影响。同时还讨论了维持皮肤和整体健康需要解决的关键问题，强调了开发精确生物标志物和高级皮肤模型的必要性。

https://www.nature.com/articles/s43587-025-00901-6

临床综合

Nature | 大脑如何控制衰老——以及为什么僵尸细胞可能是关键

衰老的生物学中可能存在一个悖论。随着年龄的增长，人类的新陈代谢往往会减慢，肌肉质量会下降，燃烧的卡路里也会减少。但老年人的某些细胞似乎起到完全相反的作用——它们比年轻时消耗更多的能量。这些潜在的能量猪是衰老细胞，即已经停止分裂并且不再执行过去的基本功能的旧细胞。纽约市哥伦比亚大学（Columbia University）的心理生物学家马丁·皮卡德（Martin Picard）说，因为它们看起来无所事事，所以生物学家们认为，僵尸状的衰老细胞比年轻的、积极复制的衰老细胞消耗的能量要少。17日，《自然》期刊发表新闻专题文章，对最新研究揭示心理健康与长寿联系起来的细胞机制进行了评述报道。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01886-3

医学人工智能

npj digital medicine | 人工智能衍生的视网膜年龄差作为女性生殖衰老的标志物

生殖衰老通过生育力下降、疾病易感性增加和全身性衰老影响女性健康。该研究探讨了视网膜年龄差（预测视网膜年龄与实际年龄之间的差异）作为生殖衰老的新型生物标志物的潜力。通过基于Swin-Transformer的双通道迁移学习模型，并利用1294名健康女性的数据，研究了视网膜年龄差与抗缪勒管激素（AMH，卵巢储备的关键标志物）之间的关联。研究发现，视网膜年龄差与AMH水平呈负相关，尤其在40-50岁女性中更为显著。较低的AMH水平与更早的生殖衰老里程碑相关，凸显了视网膜衰老的预测价值。全基因组关联研究的遗传数据进一步支持了这些关联，并通过多模态建模提升了AMH的预测能力。这些发现表明，视网膜年龄差是一种有前景的无创生物标志物，可用于评估生殖衰老，并在疾病预测和女性个性化健康干预中具有潜在应用价值。

https://www.nature.com/articles/s41746-025-01699-8

医学成像技术

IEEE Trans. Med. Imaging | 用于手术工作流程识别的多教师时间调节网络

手术工作流自动识别对现代智能手术室至关重要，但因视频时长久、场景复杂且存在类间相似性高、类内差异性大的挑战。6月17日，电子科技大学的研究者们发表研究，提出多教师时序调节网络（MTTR-Net），首创“序列片段”训练策略：稀疏采样长视频段中的多个短片段联合输入，并引入基于图卷积的辅助时序正则器建模片段间长程依赖，迫使特征编码器捕捉每帧关键信息；设计交叉模仿策略，迭代训练多组特征编码器，利用未见数据子集生成模仿特征以模拟测试分布，并采用多教师蒸馏将编码器集成至单一轻量学生模型。在8个公开手术视频数据集上的实验表明，MTTR-Net显著超越现有方法。

https://doi.org/10.1109/TMI.2025.3580082

康复（神经）工程

npj digital medicine | 数字孪生整合临床、形态学和血流动力学数据，以识别卒中风险因素

卒中仍然是全球主要的死亡原因，缺血性卒中是最常见的亚型。心房颤动 （AF）由于左心房 （LA）血栓形成，尤其是左心耳（LAA）形成，因此增加了缺血性中风风险。传统的风险评估，如 CHA(2)DS 系列(2)-VASc 评分，侧重于临床因素，但经常忽视 LA 形态学和血流动力学。现有研究要么使用病例有限的机制模型，要么仅依赖临床数据，缺乏血流动力学见解。该研究将统计和机制模型整合到数字孪生框架中，对 130 名 AF 患者使用无监督多核学习。结合 LA 形态学、血流动力学和临床数据改善了患者分层，确定了三个表型。最高风险组表现出更大的心房尺寸、复杂的 LAA 结构和 B 型利钠肽水平升高。强调了数字孪生模型在评估血栓风险方面的潜力，强调需要进一步研究以改进中风预测模型。

https://www.nature.com/articles/s41746-025-01676-1

可穿戴技术

microsystems & nanoengineering | 用于超声能量与数据传输的贴片式电容微机械超声换能器

超声能量与数据传输技术因其非侵入性、深穿透深度以及在高功率传输率和低比吸收率方面的潜力，成为植入式医疗设备的理想选择。然而，当前超声供能的植入式设备仍存在因波束未对准导致的能量传输效率低下问题，且由于发射换能器的体积庞大，仅限于短期使用。该研究首次提出通过超声图像引导实现植入式设备自适应定位与目标供能的概念验证。研究团队制备了一种轻量化贴片式超声换能器阵列，可在长期操作中同时实现超声成像与波束成形。通过硅微加工工艺确保了阵列性能的一致性。在离体实验中，团队完整演示了成像、定位与目标能量传输的全流程方案，成功通过实时超声成像精准追踪移动的植入设备。采用贴片式超声换能器提升的能量传输效率，有望提高患者舒适度并减少侵入性操作，为超声供能植入式设备开辟新的应用场景。

https://www.nature.com/articles/s41378-025-00967-7

生物材料

Nature BME | 研究勃起功能障碍的仿生模型

阴茎疾病很常见。然而，在社会和患者社区中有很多讨论它们的禁忌。勃起功能障碍是主要的疾病，据估计，三分之一到一半的男性在其一生中经历过勃起功能障碍。其他相当常见的阴茎疾病是佩罗尼氏病、尿道狭窄病和尿道下裂（有关它们的患病率，请参阅 EAU 指南）。Yingjun Wang、Kam Leong、Xuetao Shi 及其同事在《自然生物医学工程》杂志上发表了一篇报道，展示了阴茎的 3D 打印灌注模型，可用于体外阴茎生理学和阴茎疾病的研究，也可用于体内移植。植入勃起功能障碍动物模型中的构造体恢复了功能，导致正常的交配行为和繁殖。

https://www.nature.com/articles/s41551-025-01434-4

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内容 | 罗虎张艳青员蓉郝娅婷

编辑 | 黄丹青

审核 | 刘帅罗虎

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