医工简报 | 用于靶向治疗的超声脑刺激技术；多功能PN光电突触及其在增强人工视觉系统的智能集成

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医工学人

The Innovators

1. Nature | 不要在患者不知情的情况下根据患者数据训练医疗AI

2. signal transduction and targeted therapy | 肿瘤干细胞：前景、挑战和新兴治疗创新

3. nature reviews cardiology | 人工智能超声心动图在心血管疾病管理中的应用

4. Nature Electronics | 用于靶向治疗的超声脑刺激技术

5. npj flexible electronics | 多功能PN光电突触及其在增强人工视觉系统的智能集成

6.ACS Sensors | 基于十八烷（C18）修饰的织物微流控可穿戴尿酸酶传感器

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行业动态

Nature | 不要在患者不知情的情况下根据患者数据训练医疗AI

现代医学的实践建立在模式识别的基础上——无论是在患者的病史、体格检查、实验室结果还是对治疗的反应中。熟练的医生可以及早识别关键模式，并将其与其他看似相似的模式区分开来。但有些模式过于混乱、过于微妙或过于转瞬即逝，无法发出危险信号。例如，没有医生能够从常规血液检查中可靠地发现早期胰腺癌。许多需要了解未来的深具重要性的问题的答案。因此，例如肿瘤是否会扩散或一个人可以活多久，都是主观的——通常归结为医生的累积经验或“直觉”。机器学习在医学中的不受控制的部署可能会扭曲患者信息，并牺牲长期数据可靠性以换取短期利益。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01946-8

临床综合

signal transduction and targeted therapy | 肿瘤干细胞：前景、挑战和新兴治疗创新

癌症干细胞（CSCs）在肿瘤内构成了驱动肿瘤起始、进展、转移和复发的高度可塑性和治疗抗性的细胞分组人口。它们逃避常规治疗、适应代谢应激以及与肿瘤微环境相互作用的能力使它们成为创新治疗策略的关键目标。单细胞测序、空间转录组学和多组学整合的最新进展显著提高了我们对CSC异质性和代谢适应性的理解。代谢可塑性使CSCs能够在糖酵解、氧化磷酸化和谷氨酰胺和脂肪酸等替代燃料来源之间切换，使它们能够在不同的环境条件下生存。此外，与基质细胞、免疫成分和血管内皮细胞的相互作用促进了代谢共生，进一步促进了CSC存活和耐药性。尽管取得了实质性进展，但主要障碍仍然存在，包括缺乏普遍可靠的CSC生物标志物以及在不影响正常干细胞的情况下靶向CSC的挑战。3D类器官模型、基于CRISPR的功能筛选和人工智能驱动的多组学分析的开发正在为精确靶向CSC疗法铺平道路。双重代谢抑制、基于合成生物学的干预和基于免疫的方法等新兴策略有望克服CSC介导的治疗耐药性。展望未来，结合代谢重编程、免疫调节和靶向抑制CSC脆弱性的综合方法对于开发有效的CSC定向疗法至关重要。这篇综述讨论了CSC生物学的最新进展，强调了关键挑战，并探讨了将这些发现转化为临床应用的未来前景。

https://www.nature.com/articles/s41392-025-02360-2

医学人工智能

nature reviews cardiology | 人工智能超声心动图在心血管疾病管理中的应用

人工智能（AI）正在改变超声心动图，开启了一个提高诊断精度、效率和患者护理的时代。在该综述中，对人工智能在超声心动图中的应用进行了深入探索，重点介绍了最新进展、实际实施和未来方向，讨论了人工智能在超声心动图工作流程中的集成，从图像采集和分析到解释，概述了人工智能在自动化常规测量和计算、实现任务转移、识别疾病特异性模式以及发现可能超越当前诊断分类的新现象组方面的潜力。此外，通过仔细验证、引导监管要求和维护道德标准来解决创建值得信赖的人工智能系统所需的方面，从而对这一快速发展的技术的优势和局限性提出平衡的观点。通过对当前人工智能应用、临床研究和技术突破的研究，我们全面了解人工智能在超声心动图未来不断发展的作用及其推进心血管护理的能力，同时也承认人工智能支持的超声心动图广泛临床实施的当前局限性。

https://www.nature.com/articles/s41569-025-01197-0

医学成像技术

Nature Electronics | 用于靶向治疗的超声脑刺激技术

低强度聚焦超声是一种新兴技术，可以精确、无创地调节神经元活动并治疗脑部疾病。超声脑刺激技术的最新发展导致了与现有生物监测系统的改进集成，进而进行了一系列探索性研究，使低强度聚焦超声更接近临床实践。该论文研究了用于靶向治疗的超声刺激技术的发展。研究者们探索微机械和压电超声换能器及其与生理读数技术的系统级集成。考虑了超声刺激平台的空间分辨率、光束控制、成像兼容性、颅骨补偿技术和闭环算法。还为开发用于特定治疗应用的超声刺激系统提供了指南。最后，论文探讨了开发用于广泛临床前和临床研究的超声换能器技术和平台仍有待解决的技术挑战。

https://www.nature.com/articles/s41928-025-01420-3

康复（神经）工程

npj flexible electronics | 多功能PN光电突触及其在增强人工视觉系统的智能集成

模仿和扩展生物感觉记忆处理功能和系统——在增强人物理世界的互联方面发挥着重要作用——对于物联网来说是非常可取的。然而，传统的人工感觉系统通常由独立的模块组成，或者依赖于在有限领域应用的感知记忆处理设备。该研究提出了一种基于独特的PN光电忆阻器接口的自整流多功能突触，实现了增强的人工视觉系统和多功能互连端口。突触实现了传感器内运动感知和超越感知-记忆-处理功能的非接触式控制。自整流器件可以自抑制交叉阵列中的潜流，实现大规模、高密度的集成。进一步将突触与量子点发光二极管（QLED）集成，发展出更强大的功能，例如硬件噪声过滤和感知-存储-处理-显示智能系统。

https://www.nature.com/articles/s41528-025-00459-8

可穿戴技术

ACS Sensors | 基于十八烷（C18）修饰的织物微流控可穿戴尿酸酶传感器

该研究提出了一种在服装上构建微流控装置的技术，并通过十八烷（C18）对织物微流控进行修饰，开发了一种新型可穿戴化学传感平台。将微流控直接集成到服装中，不仅避免了额外佩戴汗液传感设备的需要，还提供了自然的舒适性、极低的过敏风险以及驱动汗液流动的毛细作用。检测区域的C18修饰显著提升了织物微流控的功能性，尤其是通过高效、稳固的酶捕获实现了汗液代谢物的酶法分析。实验结果表明，即使在严格的连续流动洗涤条件下，酶仍能牢固保留在检测区域，流失极少，这一点至关重要，因为汗液流动导致的酶流失会持续影响分析性能。此外，引入的C18化学修饰能够在数周的储存期间稳定保持尿酸酶的活性，表明这类可穿戴传感器具备大规模生产和储存的潜力。随后，研究人员开发了一种用固定化尿酸酶定量穿着者汗液尿酸水平的微流控织物长袍，用于定量检测穿着者的汗液尿酸水平，其结果与LC-MS方法的验证结果高度一致。总体而言，这项研究代表了可穿戴微流控技术在汗液酶分子传感领域的重大进展。

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.5c00832

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内容 | 郝娅婷罗虎

编辑 | 周宇茜

审核 | 刘帅罗虎

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