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日前 南开大学电子信息与光学工程学院 2022级电子科学与技术专业博士生 刘甲奇 获评2024年天津市高校“大学生年度人物”称号 并获得天津市王克昌奖学金特等奖 1950年，“AI之父”图灵提出了“具身智能”这一概念，指的是将人工智能融入机器人，让机器像人类一样感知、学习和与环境动态交互。想象一下，未来的人形机器人不再是冰冷的钢铁，而是可以像人类一样拥有骨骼、肌肉、韧带，通过视觉、听觉、嗅觉和触觉等感知世界。 刘甲奇所在团队从事的研究，正在将这样的科幻想象变为现实。 在机械声回荡的实验室里，刘甲奇从样品盒中小心地拿出一个灰色方形片状物。在白色工作灯的映照下，布满金色走线的方片看起来比指甲盖大不了多少，这就是刘甲奇5年来持续深耕的研究领域——神经形态电子芯片。 神经形态电子芯片又被称为“类脑芯片”，是一种全新的芯片架构，通过柔性突触器件模拟人体神经网络中的突触和神经元行为，像人脑一样以更低的能耗、更快的速度传输、处理和储存信息，被视为打破后摩尔时代瓶颈的解决方案之一。 刘甲奇介绍道：“简单来说，以ChatGPT为代表的生成式人工智能，需要庞大的数据、算法和算力支持。而我们所做的神经形态电子学研究，模拟的是人体神经细胞膜电位变化和动作电位的动力学过程，从而能够以相对较低的能耗实现高效的认知与行为再现。” 2020年，对科研充满热情的刘甲奇进入徐文涛教授课题组学习，致力于神经形态电子学中关键材料与器件的研究，以及人造感知—运动神经系统的完备性构建。 人类能够感知冷热、疼痛、触压等外部刺激，是因为体内神经网络中的神经元通过突触传递信号。人造神经就是通过人工体外电子重塑的方式，模拟或者代替生物体内的神经功能。 “实现体外人造神经重建，意味着能够帮助截瘫患者或者阿尔茨海默病、帕金森等神经退行性疾病患者重新获得感知和运动的能力，也可以让机器人具有或者超过人类的感知和运动能力。”刘甲奇说。 听起来十分梦幻，但想让“科幻照进现实”并不是一件容易的事。一头扎进这一交叉新兴领域的刘甲奇很快发现，几乎所有知识都要从头学起。为了尽快掌握前沿知识和实验要领，他几乎每天都“泡”在实验室里，阅读文献数千篇、反复构思实验设计，在一次又一次尝试、失败、再尝试的循环中不断向最前沿的领域探索。 为了维护实验材料不受污染，保证高精度的操作控制，几乎所有的实验都需要站立在真空手套箱前完成。“有时候感觉做实验就像在做一场手术，一旦开始就不想停下来。”刘甲奇说，“最长一次实验连续进行了10多个小时，当时满脑子只想着实验结果，结束了才发现已经过去这么久的时间。” 虽然实验很难一次就获得成功，但在刘甲奇看来，这也正是科研的魅力所在，能够在未知的领域中探索无限可能。“感觉自己也是有些幸运在身上的，比如在吃饭或散步的时候，偶尔会灵光一闪有了新的思路，就很像一道曙光穿透了迷雾，让原本陷入僵局的实验豁然开朗，得到意想不到的转机与希望。”刘甲奇笑着说。 首次完成缩手反射、瞳孔反射等重要生命活动的体外电子重现，实现哺乳动物启发的多模态触觉……科研上每一次取得的新突破，都成为刘甲奇下一程出发的新起点，让“科幻成真”的可能又多了一分。 2022年11月17日，在刘甲奇23岁生日的前一天，他与团队成员共同完成的论文被《自然·通讯》（Nature Communications）正式接收。论文首次提出了一种兆赫兹级超快柔性人工突触器件，成功打破了当时两端突触器件的最低能耗世界纪录。 人工突触是类脑仿生系统组成和功能的基础单位，也是同时实现通信、计算和记忆功能的关键部件，其运行速度和能耗大小对系统性能有着举足轻重的影响。“如果把类脑系统看作一座城市，那么性能卓越的人工突触就像是一座笔直的‘高架桥’，让信号传输速度更快、能耗更低。”刘甲奇说。 如今，刘甲奇已经主持首批国家自然科学基金青年学生基础研究项目（博士研究生），并以第一作者或共同一作在Nature Communications（3篇）、ASC Nano、Advanced Functional Materials、Nano Letters等高水平国际期刊发表论文11篇，申请专利4项。 在刘甲奇看来，自己能够一直在奔向科幻未来的道路上“带电追光”，离不开导师徐文涛的指导和学院的支持。“老师总说，我们的研究成果之所以能被认可，主要是因为这一创新领域面向生命健康、有望造福人类。所以我也希望有一天能让自己的研究，从工科视角为神经退行性疾病带来新的希望”。 为了把成果从“实验室”送上“生产线”，刘甲奇先后赴北京、上海、广州、苏州和南通等5省7地实践调查，参加“政校企”协同发展会并推介科研成果，与多家行业龙头企业构建紧密合作关系。他参与研发的可穿戴手语识别产品也正在进行孵化。 谈到未来研究计划，刘甲奇说：“人类的神经系统非常精密、复杂，目前人造感觉-运动神经还不能实现完整的生物兼容，我们会继续探索解决办法，争取早日解决这一难题。” 祝贺刘甲奇同学！ 期待更多的南开青年 聚焦最前沿，做到最顶尖 用青春梦想点亮科技之光 让科技之光照亮无限可能 NANKAI UNIVERSITY  往期回顾： *地铁开通在即！下一站，南开大学八里台 *全国并列第一第二！南开入选 *印尼→中国，“我在南开圆梦！” *生病了？别怕，南开机器人医生们来啦！ *54岁的南开保安师傅，治愈了我们的精神内耗 来源：南开大学融媒体中心 记者：高雨桐 图片由受访者提供 编辑：林显京 聂际慈 审核：吴军辉 刘喆萱

肠道是人体的“加油站” 90%的营养需要肠道吸收 肠道也是“排污厂” 人体80%的代谢废物靠肠道排出 肠道疾病如不及时干预治疗 就会给身体埋下“健康隐患” 为让肠道疾病尽早得到精准诊疗 南开大学智能医疗机器人团队开发了一款 磁控式靶向施药胶囊机器人 帮助人们抵御早期肠道疾病侵袭 该项目在今年的 中国国际高新技术成果交易会上 精彩“亮相” 并摘得“优秀科研成果创新奖” 吸引了众多医药企业和媒体关注 能在肠道自由活动的“小医生” “我自己本身肠胃就不好，所以就想从实际问题出发来做一些研究。”人工智能学院2023级博士生蔡卓丛是团队的主要成员，他笑着介绍自己的“入行”初衷。 在指导教师、人工智能学院教授秦岩丁的带领下，蔡卓丛基于磁控技术，重点开展磁控式胶囊机器人靶向施药研究。他们在机器人内部仅嵌入了一块径向磁化的O型永磁体，使机器人同时拥有运动模式和靶向施药模式。通过外部磁场控制，既可以实现机器人在不断蠕动的肠道内灵活运动，又可以控制机器人精准锚定在肠道内病变区域，将内部储存的1.2 mL药物释放，对病变区域进行靶向施药治疗。 逆向流速下灵活运动 锚定后靶向施药治疗 “这种治疗方式可以克服口服药物治疗效果差、侵入治疗不适感强等治疗方式的弊端。因其小巧轻便，用药结束后可以随着身体的新陈代谢排出体外。”蔡卓丛介绍道。 二代胶囊机器人和一元硬币对比图 一代胶囊机器人于2023年“诞生”。团队不断优化体积及锚定距离，最终于2024年推出二代胶囊机器人，体积仅为13.5×17 mm，重量1.8 g，略大于普通药片的大小。目前，磁控式靶向施药胶囊机器人已授权一项中国发明专利，相关研究成果刊发于工程技术领域中科院一区TOP期刊IEEE TIE上。 蔡卓丛说，目前团队正在进一步优化结构设计，提高性能参数，努力研发第三代靶向施药胶囊机器人，争取让这项成果早日应用于临床，造福人民。 “千变万化”的智能医疗机器人 在南开大学人工智能学院，胶囊机器人只是众多成果的“冰山一角”。一支朝气蓬勃、团结合作的高水平研究创新团队正通过医工融合的方式重塑健康应用新模式，带领“千变万化”的智能医疗机器人走进大众视野。 秦岩丁指导学生开展研究 蔡卓丛在比赛现场介绍胶囊机器人 南开大学智能医疗机器人团队由我国机器人领域权威学者韩建达教授于2017年牵头创立，吸纳了于宁波、王鸿鹏、秦岩丁、霍卫光等12名人工智能领域优秀人才。团队医工密切合作，在理论方法研究、关键技术突破、机器人系统研发等方面取得了一系列原创性和系统性成果，2023年2月获批教育部中央高校优秀青年团队。 “医疗机器人的研发通过提升治疗精度、安全性与创新性，不仅推动了医疗技术发展，而且改善了患者体验。”秦岩丁说。 面向世界科技前沿和人民生命健康，秉持人工智能算法与机器人系统“软硬结合”、科技创新与转化应用“两翼齐飞”的理念，智能医疗机器人团队建立了“术像一体手术机器人”和“脑肢融合康复机器人”两个特色研究方向。 新一代全场景多术式智能骨科手术机器人系统 面向脑神经疾病的软体医疗机器人（吞咽功能障碍辅助） 面向脑神经康复的可穿戴机器人 智能手术虚拟操作平台 左右滑动查看团队部分研究成果 大到穿戴在身上帮助患者恢复正常行动，小到吞咽到体内靶向治疗疾病，甚至协助医生完成手术，“南开牌”机器人们正在以精确和高效的方式介入医疗流程。团队在多年的研究中收获硕果，承担国家重点研发计划项目2项、课题6项，国家自然科学基金重点项目2项、面上和青年项目10余项，中国工程院战略研究与咨询重点项目、深圳市高层次人才团队项目（孔雀团队）、省部级和企业合作项目等20余项。多项技术已应用于临床诊疗，并获得中央电视台等权威媒体报道，引领和推动了临床诊疗的智能化发展。 全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验 除了让机器人在医疗领域“大展身手”，南开大学也努力探索医工融合的新路径，突破医学“卡脖子”技术。人工智能学院段峰教授团队成功完成全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验，并在此基础上实现了无线传输技术的安全使用，不仅为脑卒中、脑损伤、截瘫等运动功能障碍患者带来福音，并且带领我国脑机接口技术跻身国际领先行列，推动了脑科学领域研究再攀高峰。 医疗赋予生命时间和质量 人工智能与机器人赋予医疗 软能力和硬技术 在医工结合的科研路上 南开人始终奔跑在科技前沿 勇敢引领时代之先 不断创造一个又一个 造福人类的智慧成果 NANKAI UNIVERSITY  往期回顾： *54岁的南开保安师傅，治愈了我们的精神内耗 *重大喜讯|eScience被SCIE收录！ *今日开考！南开大学考点现场直击 *今天、明天、每一天，南开祝你 “称心如意” ！ *南开等你！考研重要提醒，速看 来源：南开大学融媒体中心 记者：丛敏 照片由受访者提供 封面由AI生成 编辑：朱昱铃 聂际慈 审核：吴军辉 闫瑾

主动脉夹层是一种严重的心血管急危重症，起病急，进展快，病死率高…… 来源 | “医脉通心血管”微信公众号 主动脉夹层（AD）是一种严重的心血管急危重症，起病急，进展快，病死率高。早期诊断、及时治疗对于AD患者救治至关重要。来自东南大学附属中大医院的马根山教授就AD的早期识别和处理进行了讲解。  概述  主动脉夹层（AD）是指血液渗入主动脉壁中形成夹层血肿并沿主动脉壁延伸剥离的一种心血管系统疾病。AD发病率约为5-10/100万，我国每年新增AD患者在1万例左右。 马教授提到，近年来，我国AD发病率呈明显上升趋势，主要原因可能是民众对高血压认识不够。高血压是AD的重要危险因素，高血压发病率高，知晓率及控制率低导致AD发病率明显增高。 >>>> 疾病特点： ➤发病急，进展快，病死率高； ➤3%的AD患者会发生猝死，急性期每小时增加1%死亡率； ➤发病2天内死亡患者占37%-50%，发病1周内死亡患者占60%-80%； ➤AD临床症状多样且复杂，早期诊断较困难，误诊、漏诊率较高，初诊的误诊率达14%-54%； ➤早期诊断、及时治疗，可以为AD患者的抢救和治疗赢得时间，从而降低AD患者的死亡率。 >>>> 发病机制： ➤动脉内膜撕裂、管壁剥离和血肿在动脉壁中层蔓延扩大，是夹层动脉瘤的基本病理发病过程。 ➤夹层可沿着主动脉顺行剥离到任一处。由于假腔压迫或其剥离片有时可阻塞真腔，可造成主动脉分支阻塞血流动力学改变；升主动脉夹层逆行可致主动脉瓣脱垂及冠脉起始端阻塞。 ➤严重并发症包括主动脉破裂、主动脉瓣关闭不全、主动脉及其重要分支阻塞产生脏器功能障碍。 分型和分期 >>>> 1.AD分型 De-Bakey分型和Stanford分型在传统AD分型方法中应用最为广泛。 图1 左起依次为De-Bakey分型Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲa型和Ⅲb型 图2 左起依次为Stanford分型A型、B型 >>>> 2.AD分期 ➤ESC指南中，根据症状出现的时间长短分为：①急性主动脉夹层，病程＜2周；②慢性主动脉夹层，病程＞2周。 ➤急慢性病程对于选择治疗和判断预后有重要意义。 危险因素 ➤季节因素：Stanford A型AD在冬季发病率高（与血压周期有关）；B型春季发病率高（机制尚不清楚）。 ➤性别因素：多中心研究显示发病率年女比例为2-5:1。 ➤年龄因素：近端夹层发病高峰年龄为50-55岁，远端为60-70岁。 ➤约70%的AD患者有高血压；遗传结缔组织病，如Marfan综合征等，约占15%；主动脉疾病，如主动脉瓣二叶畸形、大动脉炎等，约占10%；外伤或医源性AD约占5%。 临床表现 >>>> 1.疼痛 ➤疼痛是最常见的首发症状，80%-90%的急性AD患者会出现疼痛，疼痛的位置和性质与夹层的发生部位、发展急慢有关。 √疼痛部位：胸痛、背痛、胸背痛、腹痛、胸腹痛、腰痛、腰背痛、腰腹痛、腿痛等。 √疼痛性质： ·典型的疼痛：多位于胸部的正前后方，呈撕裂刀割样痛，难以忍受，常为突然发作，比较容易诊断，不易漏诊。 ·不典型的疼痛：不典型的腹痛、腰痛或背痛常被误诊急性胰腺炎、急性胆囊炎、急性胃肠炎、输尿管肾结石；特别是夹层累及腹主动脉影响腹腔干及其他分支，容易误诊为急性胰腺炎及急性胃肠炎。少数患者因急腹症表现接受剖腹探查，发现腹膜后出血方得以确诊AD。 ➤有资料显示10%-15%的AD患者，特别是慢性AD患者，可能无明显胸痛或腹痛病史，容易漏诊误诊。 >>>> 2.对心脏的影响 会引起急性主动脉瓣关闭不全、血肿压迫冠状动脉开口等。 >>>> 3.血压脉搏改变 38%的AD患者可能出现双上肢血压、脉搏不一致。初期大部分患者有高血压，后期血压＜120mmHg。低血压、休克通常由严重的主动脉瓣反流、主动脉破裂、冠脉栓塞或左心收缩乏力、急性心包填塞造成。 >>>> 4.对肾脏的影响 夹层累及腹主动脉下降可导致肾动脉开口的移位，影响肾脏血供，出现其相应的疼痛、血尿、少尿甚至严重肾功能不全的症状。 >>>> 5.对脊髓的影响 影响脊髓血供，出现周围神经系统损伤，可导致脊髓炎、进行性脊髓退变病、脊髓梗死、脊髓前角细胞损伤综合征、麻木等。 >>>> 需警惕AD异常体征 ①血压异常：血压左右不对称，上肢下肢相差大。 ②患者既往无心脏病史，出现主动脉瓣区舒张期杂音。 ③胸部体征：破裂至胸腔时左胸叩诊呈浊音，左侧呼吸音减弱。 ④腹部体征：腹腔脏器供血障碍时，可出肠缺血体征。 ⑤神经系统体征：脑供血障碍时出现淡漠嗜睡、昏迷或偏瘫；脊髓供血障碍时，可有下肢肌力减弱甚至截瘫。 早期诊断及鉴别诊断 >>>> 1.辅助检查 （1）D-二聚体 ➤超过临界值500ug /L时，其诊断急性AD的敏感性为100%，特异性为67%，可作为急性AD诊断的排除指标。 ➤D-二聚体阴性也不能除外主动脉溃疡或壁间血肿的可能。 （2）心电图 ➤所有的胸痛患者应常规行心电图检查，主要用于排除心肌梗死； ➤心电图对AD的诊断无特异性，但合并冠脉开口移位或剥离的患者可出现类似心梗改变的心电图。 ➤AD最常见的心电图异常是ST段压低。 （3）胸部X线 ➤可用于排除引起胸痛的其他原因，对诊断AD有极大提示作用。 ➤胸部X线常显示纵隔阴影向右侧增宽，累及降主动脉时则向左侧增宽。主动脉弓呈局限性隆起。 ➤其他异常改变包括双主动脉球征、主动脉壁钙化内移、气管向右移位、心包积液、心脏扩大、左肺尖模糊、主动脉轮廓不规则和胸腔积液。 （4）超声心动图 ➤是目前临床上开展较多的无创性检查，能够显示出瘤体的大小、范围、部位以及并发症，显示分离的内膜、假腔、真腔以及附壁血栓。 ➤可能出现AD漏诊，特别是弓降部远端血管，显像受到一定的限制。 ➤食管超声心电图（TEE）可以弥补，但患者清醒状态行TEE可能造成患者血压突然升高，存在夹层破裂的危险。麻醉状态TEE优势明显。 （5）计算机断层扫描（CT） ➤目前确诊AD的重要手段之一，可显示瘤体的大小、部位及范围。其敏感性为83%-94%，特异性为87%-100% ➤“双腔征”是主动脉夹层动脉瘤的特有征象。 ➤增强扫描，特别是薄层动态增强扫描，可显示真腔、假腔及破口位置。 （6）核磁共振（MRI） ➤MRI是目前诊断夹层动脉瘤的重要检查手段。对于碘过敏、肾功能损害、妊娠及甲亢进或其他CT血管造影检查相对或绝对禁忌的患者，MRI可作为首选的替代检查手段，对AD 的诊断效率与CTA相似。 ➤MRI对AD的诊断准确性高，敏感性和特异性可达90%以上。 ➤MRI耗时间长，对危重急性患者很不利，因此不作为早期常规检查手段，但病情较轻、诊断困难的患者可以选择。 （7）血管造影 血管造影曾被认为是AD诊断的“金标准”，但是对于内膜片、内膜破口及主动脉双腔的显示并不优于CTA，不作为AD的常规诊断检查手段。 >>>> 2.AD预警模式 ➤Von kodolitsch等提出的AD预警模式包括病史、体征、胸片三部分： ①病史：胸痛、背痛或均有，性质为突然发作，撕裂样； ②体征：两侧脉搏、血压不一致或均有； ③胸片：主动脉影、纵隔增宽或均有。 √若三项指标均为阳性，则患AD的可能性为96%；若两侧脉搏血压不一致或均有，加另外两项中的一项，AD可能性为83%；纵隔增宽加胸痛，AD可能性为39%；突然发作的撕裂样胸痛，持续久或缓解后再发作，AD可能性为31%；三项指标均阴性，AD可能性为7%。 √该判断方法简单，有助于AD的早期诊断，尤其对于基层医院，可为患者赢得宝贵的救治时间。 >>>> 3.早期诊断线索 ➤病史：是否有高血压，半年内控制程度如何； ➤诱因：往往有胸部拉伸动作，例如站起、穿衣、如厕后站立等。 ➤询问疼痛的性质及部位； ➤可有单侧下肢阵发性或持续疼痛，无力，发凉，易误诊为脑卒中。 ➤测量双上肢血压：检查双侧烧动脉搏动，看是否明显不一致。入院血压特别高，硝普钠泵控降压是否疼痛减轻；血压可能不高，甚至偏低；心率变快，入院时心率也可能偏慢。 ➤听诊心脏瓣膜、主动脉及其分支有无明显杂音；尤其腹部主动脉杂音； ➤查看患者是否存在多系统、多器官损害； ➤D-二聚体升高；血常规及尿常规变化； ➤胸片或CT提示纵隔增宽、主动脉内膜影、左侧胸腔积液； ➤彩超提示主动脉增宽或真假腔； ➤胸痛但心电图正常或出现不典型心肌缺血改变； ➤对于吗啡等止痛药物的反映情况； ➤造影时先透视（肺部）纵隔宽度；注意死亡芭蕾； ➤持续胸腹部疼痛。 同时出现上述一项或几项提示性线索时，需怀疑该患者是否可能为AD。 >>>> 4.鉴别诊断 ➤急性AD几乎可以误诊为所有的内外科疾病，须警惕。 ➤同时有多器官的急性症状，而没有一种诊断可以解释时，应该考虑AD。 ➤仔细分析症状及体征，作出准确鉴别诊断，包括心肌梗死、脑血管意外、肺栓塞和急腹症等。 治疗及随访 >>>> 美国卒中协会（ASA）急诊治疗 ➤初步治疗原则：有效镇痛，控制心率和血压，减轻主动脉剪应力，降低主动脉破裂的风险。 √控制心率（60-80次/分）：加大β受体阻滞剂使用剂量，建议选择短效美托洛尔，必要时静脉使用。 √控制血压（收缩压100-120mmHg）：静脉控制为主，建议首选强效降压药（如硝普钠），也可选择其他静脉制剂。 切不能抗血小板、抗凝、溶栓以及使用活血化瘀的药物。 进一步治疗方案应根据主动脉夹层的类型、合并症、疾病进展等因素综合考虑。Stanford A型一经确诊原则上均应积极外科手术治疗。药物治疗是Stanford B型的基本治疗方式。 >>>> 随访 ➤无论是手术治疗，还是腔内介入修复，定期的随访和血压、心率控制至关重要。术后1个月、 3 个月、6个月进行随访，之后每年随访。 ➤胸主动脉腔内修复术（TEVAR）术后首选 CTA 作为影像学检查手段。 责编｜阿泰 封面图来源｜视觉中国 35岁男子因外伤住院，医生竟“揪”出两个人患有心脏病丨医起推理吧 抢救完6小时内必须写完病历，为何会引发医生不满？ 医脉通是专业的在线医生平台，“感知世界医学脉搏，助力中国临床决策”是平台的使命。医脉通旗下拥有「临床指南」「用药参考」「医学文献王」「医知源」「e研通」「e脉播」等系列产品，全面满足医学工作者临床决策、获取新知及提升科研效率等方面的需求。 ☟戳这里，更有料！