医工简报 | 锻炼可以帮助肠道微生物平息癌症；数字孪生在个性化肿瘤学中的应用；AI 手中的医用针头：向自主机器人导航迈进

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医工学人The Innovators

1.Nature | 锻炼可以帮助肠道微生物平息癌症；

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行业动态

Nature | 锻炼可以帮助肠道微生物平息癌症

7月9日，《自然》简讯发表文章《Workouts can help gut microbes to quell cancer》，报道了运动如何通过肠道微生物调节免疫发挥抗癌作用：

研究团队将人类和小鼠进行对比发现，经常运动的小鼠肿瘤生长速度明显减缓；

机制在于运动促进肠道菌群生成更高水平的甲酸盐（formate），这种代谢产物能激活免疫细胞，对肿瘤起抑制作用；

粪便移植实验进一步证实：将高甲酸盐产生者的粪便移植至小鼠，也能复制运动抗肿瘤的效果；

该研究结合微生物组、代谢物和免疫机制，为运动干预在抗癌中的潜在作用提供了新的生物学解释，并可能催生新的微生物或代谢产物为基础的治疗策略。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-02111-x

临床综合

Nature reviews cancer | 数字孪生在个性化肿瘤学中的应用

数字孪生是虚拟表示形式，随着时间的推移，新的数据输入会不断发展。数字孪生的癌症应用包括分子信息和患者个体药物反应的整合。它们可以为个体化治疗提供信息，通过临床试验模拟加速药物开发，并能够探索整个人体的多尺度关系，以推动新的治疗发现。

https://www.nature.com/articles/s41568-025-00850-7

医学人工智能

Science Robotics | AI 手中的医用针头：向自主机器人导航迈进

从活检到局部药物输送再到肿瘤消融术，安全准确地经皮或内窥镜将针头引导至身体深处，对于许多医疗程序都至关重要。几十年前图像引导的出现为医生提供了有关患者解剖结构的信息。现在我们正在进入 AI（人工智能）引导时代，人工智能可以自动分析图像、识别目标和障碍物、计算安全轨迹，并以前所未有的准确度和精度自主导航针到现场。研究者们调研了医用针头部署机器人 AI 引导构建块（感知解剖结构、规划运动、感知器械状态和执行运动）的最新进展，并讨论了最大限度地发挥 AI 引导对患者护理的好处的研究机会。

https://www.science.org/doi/abs/10.1126/scirobotics.adt1874

医学成像技术

IEEE Trans. Med. Imaging | 耦合扩散模型用于临床牙科CBCT图像金属伪影去除

牙科金属植入物在CBCT成像中会引入金属伪影(MA)，严重干扰临床诊断。现有监督学习方法受限于合成与临床MA差异而性能不佳，无监督方法则常导致牙齿形态失真。7月10日，南开大学与上海科技大学团队提出耦合扩散模型(CDM)：1) 分别训练临床MA图像与干净图像的扩散模型获取先验知识；2) 设计噪声转换模块，将MA噪声图像转化为干净模型去噪过程的初始值，通过噪声水平耦合实现双模型协同；3) 创新MA自适应推理技术，融合不同迭代步长的结果以适应图像不同区域的伪影强度差异。在263例临床CBCT数据上的实验表明，CDM在FID、KID等指标领先，尤其在严重伪影区域重建效果显著提升。

https://doi.org/10.1109/TMI.2025.3587131

康复（神经）工程

Npj Digital Electronics | 机械自适应、白藜芦醇洗脱神经探针，用于改善皮层内记录性能和稳定性

皮层内微电极用于记录单个神经元的活动，为运动障碍者提供了有价值的神经科学工具和使能医疗技术。携带微电极的标准神经探针是刚性硅基结构，可以穿透脑实质与目标神经元连接。不幸的是，在植入后几周内，微电极的神经记录质量下降，这主要是由于神经炎症反应。神经炎症反应的主要因素包括器械-组织界面的机械错配和氧化应激。该研究开发了一种机械适应性的白藜芦醇洗脱（MARE）神经探针，以减轻机械错配和氧化应激，从而促进神经记录质量和寿命的提高。研究证明，与刚性硅对照相比，高柔性 MARE 探针表现出更好的记录性能、更稳定的阻抗和愈合的组织反应。通过进一步优化，MARE 探针可以作为脑机接口应用的长期、稳健的神经探针。

https://www.nature.com/articles/s41528-025-00440-5

生物材料

AM | 用于一键式疼痛缓解激活的高灵敏度植入式 NIR 光电晶体管

具有 IDTBT/Y6 异质结的有机近膨胀光电晶体管被开发为用于交流电压触发的植入式控制器，并在 20 ms 内对大鼠显示出 99.4% 的抑制率，能够实时缓解疼痛，为医疗应用的发展做好准备。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202507725

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