医工简报 | 手术特征的数字化通过外科医生指导和机器人化提高手术准确性；Netrin-1在胰腺癌前病变中的神经功能

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医工学人

The Innovators

1. npj digital medicine | 手术特征的数字化通过外科医生指导和机器人化提高手术准确性

2. npj digital medicine | 人工智能提高了肝细胞癌筛查的诊断准确性并减少了工作量

3. Med. Image Anal. | 基于交互式关键点估计与颈椎定量分析的骨龄评估方法

4. Nat. Commun.| Netrin-1在胰腺癌前病变中的神经功能

5. ACS Sensors | 超薄PU-PVA薄膜的临时纹身、皮肤适应性表皮电极

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行业动态

npj digital medicine | 手术特征的数字化通过外科医生指导和机器人化提高手术准确性

手术技术的发展旨在通过数字指导和机器人化来增强外科医生的能力，以实现更高的精度和一致性。目前，手术严重依赖外科医生的经验和视觉判断，从而导致手术变化。人工智能（AI）通过从视频中提取和数字化手术轨迹和特征来提供数字指导，从而提供解决方案。在这项研究中，收集了17,538个取囊视频，这是白内障手术的关键一步，以创建一个名为Meta Surgery（MetaS）的AI驱动系统。MetaS评估和识别理想病例，提取其数字特征，并在手术过程中实时拟合最佳取囊路径。外科医生在MetaS的指导下进行了切囊手术，并使用了晶状体卡尺，将理想的切囊率提高了约40%。此外，这些数字功能使手术机器人能够在猪眼中自主进行精确的切囊手术。这种方法增强了外科医生的手术技能，为手术机器人的自主操作铺平了道路。

https://www.nature.com/articles/s41746-025-01887-6

医学人工智能

npj digital medicine | 人工智能提高了肝细胞癌筛查的诊断准确性并减少了工作量

肝细胞癌（HCC）超声筛查遇到了与准确性和放射科医生工作量相关的挑战。这项回顾性、多中心研究使用来自11,960名患者的21,934张肝脏超声图像评估了四种人工智能（AI）增强策略，以提高HCC超声筛查准确性并减少放射科医生的工作量。UniMatch用于病变检测，LivNet用于分类，在17,913张图像上进行了训练。在测试的策略中，将AI用于初始检测和放射科医生评估阴性病例的检测和分类阶段相结合的策略4优于其他策略。它不仅与原始算法的高灵敏度相匹配（0.956比0.991），还提高了特异性（0.787比0.698），减少了54.5%的放射科医生工作量，降低了召回率和假阳性率。这种方法展示了人类-人工智能协作的成功模式，不仅提高了临床结果，还通过最小化召回和假阳性来减轻不必要的患者焦虑和系统负担。

https://www.nature.com/articles/s41746-025-01892-9

医学成像技术

Med. Image Anal. | 基于交互式关键点估计与颈椎定量分析的骨龄评估方法

传统骨龄评估依赖繁复的颈椎关键点标注，制约临床效率。韩国科学技术院等机构联合提出Attend-and-Refine Network (ARNet) 框架，通过交互式重校准与形态约束实现高效精准的颈椎成熟度（CVM）分析。该模型首创交互引导重校准网络：v1版利用全局池化与SE模块实现通道级特征调整；v2版引入跨注意力机制，以用户反馈为键值对，实现像素级精准特征重校准；设计形态感知损失函数，通过距离与角度约束保持关键点间解剖结构一致性。实验表明，单次用户修正可联动调整远端误标关键点，在公开脊柱数据集（AASCE/BUU）上将标注点击次数减少25-43%，显著提升效率。基于5726张侧位头颅X光片的生长峰值分析显示，女性10岁（C3长宽比≈0.70）、男性13岁（C3长宽比≈0.77）为颈椎生长高峰，该形态特征可预测剩余生长潜力，为临床矫治时机选择提供量化依据。

https://doi.org/10.1016/j.media.2025.103715

康复（神经）工程

Nat. Commun. | Netrin-1在胰腺癌前病变中的神经功能

神经系统经历动态结构重塑以浸润癌性肿瘤，促进其生长和进展。新出现的证据表明神经可塑性早期启动，即使在癌前阶段，神经末梢也会检测和响应组织变化。值得注意的是，在胰腺上皮内瘤形成（PanIN）周围观察到密集的交感神经轴突萌发，这是胰腺癌的常见前体病变。然而，驱动这种早期神经可塑性的分子信号及其功能后果仍然知之甚少。该研究将轴突引导分子Netrin-1确定为胰腺癌前体病变内胰腺细胞分泌的关键因素。Netrin-1通过其受体促进交感神经轴突生长和分支，在结直肠癌（DCC）中删除。Netrin-1的抑制破坏交感神经轴突重塑，同时加速PanIN的形成和进展，由癌前细胞增殖增加驱动。此外，人类胰腺组织分析证实了Netrin-1在前体病变中的表达。这些发现表明，Netrin-1驱动的交感神经可塑性通过调节局部细胞动力学在癌前微环境中发挥保护作用，为早期癌症进展提供见解。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-62299-4

可穿戴技术

ACS Sensors | 超薄PU-PVA薄膜的临时纹身、皮肤适应性表皮电极

长期、高保真的电生理监测需要表皮电极同时具备贴合性、透气性和机械耐久性——这些特性在现有设计中鲜少能同时实现——且需通过可扩展、简单且低成本的制造策略达成。该研究报道了一种厚度仅5.2微米、透明、透气和透湿的”纹身”电极，其通过NaCl/甘油/水合溶液提供的水激活氢键粘附于人体皮肤，原理类似临时纹身。该制造工艺简便、高效且可规模化。该器件由电纺聚氨酯纳米网增强的聚乙烯醇基质构成，界面粘附能达2060.8 μJ cm⁻²，在100 Hz频率下皮肤接触阻抗仅为21.0 kΩ。与传统水凝胶或干电极不同，该设计无需外部粘合层，能抵抗脱水，耐受日常机械应力且保持佩戴舒适性。其透气率为0.94 cm³ cm⁻² s⁻¹ cmHg⁻¹，水蒸气透过率达1856.5 ± 36.9 g m⁻² day⁻¹，并可承受1000次100%单轴应变循环。该电极在储存7天后仍保留>81.4 ± 1.7%的初始含水量，即使60天后仍保持拉伸性、粘附性、皮肤接触阻抗和导电性。这些特性使其能在剧烈活动和长期日常使用中实现可靠、运动伪影最小化的生物信号采集。最后，展示了无线表面肌电图在力量训练（如俯卧撑）和康复运动（如攀爬）中追踪肌肉募集动态的应用，凸显了纹身电极在现实可穿戴健康监测中的潜力。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.5c02018

END

内容 | 郝娅婷张艳青

编辑 | 王可豪

审核 | 刘帅罗虎

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