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6.3???????? 醫工學人 The Innovators

1. Nature | 中美關稅戰威脅全球公共衛生；  

2. Science | 預測和預防阿爾茨海默病；

3. npj biosensing | 基于特征的可解釋機器學習，用于使用光電容積脈搏波進行自動睡眠檢測；

4. Med. Image Anal. | 基于追蹤超聲的脊柱手術椎骨自動標記方法；

5. Nature Communications | 偽線性求和解釋了人類前運動皮層中多指運動的神經幾何；

6. Nature | 額頭的“電子紋身”跟蹤思考難度；

7. Nature Communications | 生物粘附水凝膠耦合和小型化超聲換能器系統，用于長期、可穿戴神經調控；

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 行業動態  

Nature | 中美關稅戰威脅全球公共衛生

美國對中國藥品（以及實驗室用品）征收關稅標志著全球健康的一個重大轉折點，藥品供應鏈將中斷，健康不平等現象將加劇，尤其是在低收入和中等收入國家 （LMIC）。中國是領先的活性藥物成分供應國。提供美國使用的 40% 以上的青霉素和肝素，以及 70% 的撲熱息痛。美國不能立即增加這些藥物的國內產量。與此同時，供應鏈中斷可能會在全球范圍內蔓延，隨著美國專注于國內生產，低收入和中等收入國家獲得美國專利藥物變得更加困難。國際供應鏈中斷可能會嚴重限制低收入和中等收入國家應對疫情的能力。而成本的增加可能會不成比例地影響患有慢性病的弱勢群體。

為避免對全球健康造成長達數十年的災難性影響，世界貿易組織（WTO）應推動對關鍵藥物的豁免，世界衛生組織（World Health Organization）等機構應迅速實施計劃，使活性藥物成分的供應商多樣化。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01728-2

臨床綜合

Science | 預測和預防阿爾茨海默病

隨著老齡化科學和人工智能 （AI） 的所有進步，我們處于有利地位，可以在輕微認知缺陷的跡象出現之前幾年就準確和精確地確定誰是患阿爾茨海默病的高風險人群。錯誤折疊的 β-淀粉樣蛋白和 tau 蛋白的聚集體與它們引發的神經炎癥一起在大腦中積累至少需要 20 年。這為預測和預防提供了領先于病理生物學過程的長機會窗口。同時還包括其他生物標志物也可以早期診斷阿爾茨海默病。5月29日，《科學》期刊發表文章對這一問題進行了探討。

https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.ady3217

醫學人工智能

npj biosensing | 基于特征的可解釋機器學習，用于使用光電容積脈搏波進行自動睡眠檢測

睡眠障礙影響著全球數百萬人，導致嚴重的健康問題。準確的睡眠-覺醒分類對于診斷和管理至關重要。雖然多導睡眠圖是黃金標準，但它成本高昂且侵入性大; 光電容積脈搏波 （PPG） 提供了一種可行的替代方案。使用循環交替模式睡眠數據庫 （84 名參與者，85,542 個時期），研究者們通過統計測試和 SelectFromModel 方法提取了 330 個特征并降低了維度。隨機森林模型在不平衡數據集（75 個特征）上進行了 20 倍交叉驗證驗證，獲得了 89.05% 的 F1 分數，但在尾流檢測方面遇到了困難。憑借 ADASYN 平衡和 35 個功能，它實現了 88.57% 的靈敏度（睡眠）和 71.31% 的特異性（覺醒），F1 評分為 81.40%。這種基于特征的方法改進了基于 PPG 的睡眠分類，支持臨床采用和集成到可穿戴設備中以進行遠程睡眠監測。

https://www.nature.com/articles/s44328-025-00041-2

醫學成像技術

Med. Image Anal. | 基于追蹤超聲的脊柱手術椎骨自動標記方法

針對超聲介入中標注數據稀缺與人工標注一致性問題，約翰霍普金斯大學研究團隊提出利用空間追蹤超聲成像實現3D影像標簽向2D超聲幀的自動映射。該研究建立CT-US坐標轉換框架實現椎體結構映射，設計三種標簽策略：全椎體標記（FV）、后表面標記（PS）及聲影區強度加權后表面標記（PSw）；開發自動數據清洗流程（剔除無效幀、運動偽影幀及空間分布歸一化）與強度域數據增強技術。實驗表明：PSw策略顯著降低椎體皮質下聲影偽影，分割精度達3.86[2.87,5.60]mm RMSD，配準誤差1.52[1.32,2.38]mm TRE，較傳統FV方法提升35%；數據清洗使配準誤差降低0.3mm，驗證實時超聲在術中解剖結構追蹤的臨床潛力。

https://doi.org/10.1016/j.media.2025.103672

康復（神經）工程

Nature Communications | 偽線性求和解釋了人類前運動皮層中多指運動的神經幾何

運動皮層如何將簡單的動作（如單指屈曲/伸展）結合成復雜的動作（如手勢或彈鋼琴）？為了解決這個問題，使用皮層內多電極陣列記錄了兩名四肢癱瘓男性患者的運動皮層活動，測試者嘗試了單階、成對和高階手指運動。同時運動的神經活動在很大程度上與相應的單指運動活動的線性總和一致，有兩次違規。首先，神經活動表現出正常化，防止了隨著移動手指數量的增加而出現大幅度。其次，由于代表性較強的手指的運動，代表性較弱的手指的神經調整方向發生了顯著變化。這些與線性的偏差導致非線性方法在神經解碼方面的性能優于線性方法。因此，同時的手指運動由偽線性求和的單個手指運動的組合來表示。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-59039-z

可穿戴技術

Nature | 額頭的“電子紋身”跟蹤思考難度

當對他們的認知要求過低時，員工可能會變得不敬業并犯錯誤。相反，當需求過高時，他們可能會變得不堪重負并失去控制。實時監控這一屬性可以提高員工的安全性和績效，但目前的跟蹤設備往往昂貴且笨重。德克薩斯大學奧斯汀分校（University of Texas at Austin）的Heeyong Huh和他的同事們開發了一種相對便宜且實用的追蹤器。它包括一個電子貼紙，稱為電子紋身，可以無縫且可拆卸地貼在一個人的額頭上。這款電子紋身使用超薄傳感器和輕型電池組，跟蹤眼球運動和大腦的電活動。然后，它將該信息無線發送到計算機，計算機使用這些數據來推斷該人的精神壓力。

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01652-5

生物材料

Nature Communications | 生物粘附水凝膠耦合和小型化超聲換能器系統，用于長期、可穿戴神經調控

經顱聚焦超聲是一種很有前途的無創神經調控方法，特別是對于神經退行性和精神疾病。然而，由于笨重的設備和對超聲凝膠的依賴，它在可穿戴系統中的使用受到限制，超聲凝膠會脫水并且缺乏長期使用的穩定粘附力。因此研究者們提出了一種小型化可穿戴超聲設備，其尺寸與標準電生理電極相當，與生物粘附性水凝膠集成，用于穩定、長期的體感皮層刺激。使用該系統，在 28 天內成功抑制了功能性電刺激引起的體感誘發電位，證明了該設備在長期可穿戴神經調控應用中的潛力。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-60181-x

END

內容 | 羅虎 張艷青 員蓉 郝婭婷

編輯 | 王可豪

審核 | 劉帥 羅虎