【健康前沿】

零磁技術傾聽人體極弱“磁語”，為心腦血管疾病提供早期預警；電子“創可貼”將藥物精準遞送至病變細胞內部；機器人塑造“小創口，大健康”手術新范式……近年來，醫工交叉融合成為醫學創新的重要驅動力。

從臨床需求反向推動技術創新，到多學科協同攻關，從科研團隊“接單”設備研發，到醫療方案落地為患者送去福音，醫工交叉領域的探索與實踐，正不斷拓展醫療邊界，深刻改變著醫療服務模式和未來走向，為守護人類健康注入新動能。

更無創

“醫”有所呼

西湖大學醫學院附屬杭州市第一人民醫院院長助理、臨床研究部主任 王瑩

在胸痛中心一線奮戰的醫生常面臨這樣的無奈：約30%的急性心梗患者因癥狀不典型（如僅表現為牙痛、上腹痛、惡心或乏力）被漏診，尤其是老年、女性及糖尿病患者，其疼痛閾值較高，更容易出現非典型表現。

心電圖作為初步篩查工具，對非ST段抬高型心梗的敏感性不足50%，且易受基礎疾病（如左束支傳導阻滯、心肌肥厚）干擾，導致假陰性率居高不下。更棘手的是，冠脈造影雖被視為診斷冠心病的“金標準”，但其僅能評估心外膜大血管的狹窄程度，無法識別微循環障礙、血管痙攣或細胞級別的電活動異常。因此，這類患者往往因反復胸痛就診，卻因造影結果“未見明顯狹窄”而被誤判為功能性病變，最終錯失早期干預時機，甚至進展為心力衰竭或惡性心律失常。

此外，傳統影像學檢查存在諸多局限：冠狀動脈CT雖能有效評估血管狹窄，但輻射暴露及碘對比劑過敏風險限制了其重復使用；心臟MRI（磁共振成像）雖可精準評估心肌存活性和纖維化，卻對植入金屬器械（如起搏器）的患者構成禁忌。而依賴心肌酶（如肌鈣蛋白）的實驗室檢測，需等待2～4小時的窗口期才能顯示升高，對于超急性期（發病1小時內）的心肌缺血幾乎無診斷價值，且這種滯后性可能導致再灌注治療延遲，顯著影響患者預后。

當前臨床亟須一種無創、快速、高敏感性的早期診斷技術，能夠突破傳統方法的時空限制。一方面需在癥狀出現初期（如心肌細胞缺血但未壞死階段）捕捉異常電生理或代謝信號；另一方面需兼顧微循環及分子層面的功能評估，以填補現有“盲區”。

“工”有所應

杭州極弱磁場國家重大科技基礎設施研究院副總工程師 王亞翔

心腦血管疾病在我國呈現多發、高發態勢，且具有早期難發現的特點。為解決這些問題，我們以建設“極弱磁場國家重大科技基礎設施”為契機，將在極弱磁場測量領域積累的科技成果轉化為零磁醫學裝備。

這種基于超高靈敏極弱磁場檢測技術的零磁醫學裝備，不僅可實現心臟和大腦功能信息的精準檢測、快速成像以及無創檢查，為心肌缺血、缺血性腦卒中等心腦血管疾病的早期篩查提供新的手段，且可以其無創、無輻射以及低成本等特點，廣泛用于嬰兒、孕婦以及老年人等特殊群體，開展兒童腦發育評估、成年人精神疾病診斷以及老年退行性疾病診療等。還可為中醫診療機理驗證提供科學依據和手段。

此外，我們還與國內多家高水平研究型醫院開展合作，成立零磁醫學聯合驗證中心，在38家醫院投放50余臺零磁醫療設備。依托合作醫療機構采集心腦磁元數據和臨床數據，利用臨床數據，構建心腦磁疾病診斷算法模型，開發臨床疾病輔助診斷、疾病風險等系統，為零磁醫學健康評估和疾病診斷標準模型的建立提供依據。

更精準

“醫”有所呼

中國醫學科學院腫瘤醫院乳腺外科副主任醫師 劉嘉琦

疾病的精準治療，依賴于高效的用藥方式。然而，現有的藥物遞送方式面臨兩大挑戰：首先，傳統的口服或者靜脈輸液的給藥方式效率有限，大多是作用于全身，到達特定器官的藥量可能不足初始藥量的1%。其次，即使是現行的靶向性治療也很難做到精準的靶向，一些藥沒有到達病灶區域，反而造成了正常器官的損傷，可能會引起非靶器官的毒副作用。例如在癌癥的治療過程中，由于化療藥物的毒副作用較強，可能會造成掉頭發、身體虛弱、心臟毒性等癥狀。

此外，我們面臨的一個臨床難題是，攜帶有遺傳性乳腺癌-卵巢癌綜合征相關基因（BRCA1/2等）突變的女性，面臨很高的乳腺癌和卵巢癌發病風險。按照目前國內外指南，預防性切除可能是唯一降低相關風險的手段，但這對于女性來說，是個極大的身體創傷和心理負擔。那么，有沒有可能通過局部更微創的干預降低腫瘤風險呢？這對于這部分高風險女性來說無疑是個很大的福音。因此，開發精準、安全、高效的靶向器官藥物遞送技術，是提高臨床治療效果的核心要務之一。

“工”有所應

北京航空航天大學醫工學院副院長 常凌乾

如何解決這一難題，我們的解決思路非常直接——盡可能減少體內循環，將藥物精準遞送到靶器官的病變細胞中。

基于此，我們設計了一個小型的、局部的給藥系統，這就像給器官內部病變區域貼上一個微型“創可貼”。這套微型系統的工作原理，是利用電場在細胞膜上打開微小孔道，將藥物精準遞送到細胞內部。這聽起來簡單，但想要在體內真正實現精準、高效、安全的局部遞送，需要解決兩個難題。

首先，一個器件要想植入人體內，一定要具有輕、薄、能夠裝載藥物還能產生電場這幾個核心特征。然而，傳統的微納加工技術主要基于硅基材料，制作出的器件較大，并不能滿足藥物遞送“植入體內”的需求。我們研發的芯片使用柔性電子材料，形成了六層微納結構電子貼片，可直接附著在器官表面。這個復雜的微型系統巧妙地將藥物裝載、電場啟動、納米級電場聚焦以及藥物的精準遞送等功能整合在一起。對比傳統的電遞送方法，這一系統的藥物分子遞送速度提升了上萬倍。

第二個核心難點是器件進入人體后如何降解的問題。既然這個微型系統需要植入人體內工作，那么它完成任務后必須能夠安全地在體內降解吸收。為此，每一層都要選用可降解的材料。我們精心篩選了一系列具有良好生物兼容性的材料，通過精密的微納加工工藝，將這些可降解的材料制成器件。這樣，整個“創可貼”系統在完成其藥物遞送使命后，就能在體內自然分解消失。

精準醫學時代已經到來，臨床應用新需求不斷給科研工作提出新要求，我們必須將不斷努力，提高藥物遞送的精準度和效率，助力精準診療加速發展。

更靈活

“醫”有所呼

北京大學首鋼醫院泌尿外科副主任 王剛

臨床中，傳統的“開腹手術”方式，醫療團隊面臨著視野不清、操作困難、難以徹底清除病灶等多重挑戰。隨著技術進步和先進設備的引入，泌尿外科已經由“開腹手術”時代進入微創時代，在高清顯像系統的幫助下，還可以實現無出血、無損傷手術。

但是，傳統的腹腔鏡器械需要醫生親手操作，這就導致兩個問題，一是人類關節活動極限對于手術本身的限制；二是醫患必須處于同一時空，而醫療資源分布不均勻，可能導致部分患者不能得到最有效、最及時的治療。

為解決這些問題，機器人外科手術系統應運而生。比如國外某著名機器人手術系統，一經推出就受到外科醫生的歡迎。但它價格高昂，還存在手術創口較大、創口數量較多等弊端，可能導致患者體表創傷明顯、術后疼痛等問題。

因此，急需開發具有更高穩定性、更大靈活性、創傷更小、可突破時空限制、價格親民的機器人手術系統，為廣大患者帶來更優質、更精準、更安全的治療體驗。

“工”有所應

上海交通大學機械與動力工程學院教授 徐凱

外科手術正在經歷一場由“多孔”向“單孔”、再邁向“無痕”的深刻變革。單孔腔鏡手術作為微創領域的重要方向，對手術器械的靈活性、穩定性與精度提出了極高要求。而現有的單孔器械手術，因空間重疊與器械干涉，醫生操作負擔沉重，難以大范圍推廣。為此，我們啟動了術銳單孔手術機器人的研發。

要推動技術從概念走向產品，首先要將臨床醫生的需求轉化為工程語言。我們通過對偶連續體機構與超彈性材料的應用，自主研發“蛇形臂”核心技術，解決了單孔機器人在人體狹小腔體中“進得去、夠得到、動得開”的難題，實現了真正意義上的多自由度、多術式、跨專科的手術適配能力。醫生再不必為“器械打架”煩惱，僅在單一切口下即可完成復雜精細的操作。

我們深知，工程能力必須持續貼近臨床現場進行迭代，只有通過高頻、深度的醫工交叉合作，才能推動工程技術和醫療技術共同進步。目前，我們研制的單孔手術機器人已在國內多家頂級醫院完成超過1500例臨床應用，涵蓋泌尿外科、婦科、胸外、普外、小兒外科等多個領域，手術效果穩定，患者恢復良好。值得驕傲的是，今年4月，在蘇州，中國醫生團隊利用我們的機器人系統，“跨越”8000公里，成功為遠在羅馬尼亞的患者實施了一場遠程胸外科手術，驗證了中國原創技術的可靠性。

未來，隨著人工智能、圖像導航、遠程操控等新技術的不斷融入，我們有信心讓手術機器人變得更加“聰明”，為全球更多患者帶來更安全、更精準、更微創的治療選擇。