综述:心血管信息与健康工程医学(CVIHEM)——应对心血管疾病的新范式
 
  时间:2026/01/24    作者:张子煜   审核:周游  
  南京大学顾宁教授团队与南京大学医学院附属鼓楼医院徐标教授团队在 Research 发表题为“Cardiovascular Information and Health Engineering Medicine”的综述论文,提出“心血管信息与健康工程医学”(CVIHEM) 的概念与框架。该框架是在工程医学(Engineering Medicine,EngMed)范式基础上,面向血管健康场景的延伸;旨在通过多学科交叉融合,实现多维血管信息的系统采集、分析与转化,以应对心血管疾病诊疗中的临床挑战。该研究获国家重点研发计划(2024-YFF0508604)、江苏省自然科学基金(BK20222002)等项目支持。
 
心血管疾病是全球主要的健康负担,且随着人口老龄化加剧,其防控形势日益严峻。正如名言所说“人与血管同寿”,血管健康与整体健康密切相关。然而,传统的诊疗手段在早期预测、精准诊断及治疗转化方面仍存在不足。基于此,本文在“工程医学(Engineering Medicine)”范式的基础上,提出了CVIHEM概念,旨在通过工程技术与医学的深度融合,建立从数据获取到临床应用的闭环体系。
 

图1 心血管信息与健康工程医学 (CVIHEM) 框架示意图.

 

文章详细构建了CVIHEM的四阶段实施路径,重点阐述了各阶段的关键技术与创新方向:

1、全面的血管数据获取(输入层):

该阶段致力于捕捉多时空尺度的多维血管数据。团队重点介绍了全身血管造影技术,特别是基于铁基对比剂 Ferumoxytol(超顺磁性氧化铁纳米颗粒)增强的全身磁共振血管成像,其具有长半衰期和高安全性的优势,能实现全身血管网络的清晰成像。此外,文章还探讨了AI增强的多模态成像、纳米材料靶向成像技术、可穿戴血管功能监测、体外诊断技术,这些技术共同构成了CVIHEM的数据基础。

 

图2. 铁基对比剂 Ferumoxytol(超顺磁性氧化铁纳米颗粒)增强全身磁共振血管成像

 

2、集成分析与预测建模(处理核心):

作为CVIHEM的计算核心,该阶段利用AI技术将异构的血管数据转化为临床决策依据。主要包括:统一融合技术,将CT、MRI、超声及组学数据对齐;可解释性建模,增强AI决策的生理学依据与临床可信度;以及数字孪生技术,通过构建患者特异性的血流动力学模型,实现虚拟干预/治疗规划与风险预测。

 

3、临床与健康应用转化(输出层):

该阶段将处理后的信息转化为具体的临床策略。一方面,利用AI驱动的决策系统实现精准诊断与个性化治疗规划;另一方面,借助纳米治疗学与纳米诊疗一体化技术,开发针对血管老化关键靶点(如炎症、钙化等)的智能药物递送系统,实现“诊断-治疗-监测”的一体化管理。

 

4、临床反馈与模型优化(学习闭环):

CVIHEM强调建立“获取-分析-转化-反馈”的闭环系统。通过收集真实世界的临床结果与数据,利用联邦学习等技术,不断校准和优化前序阶段的成像协议、AI模型及治疗策略,实现系统的持续进化与自我完善。

 

 
本文指出,CVIHEM不同于单一的精准医学或医学成像技术,它以血管网络为中心,融合了工程学、医学与健康信息学,提供了一种全流程、预防导向的血管健康管理新方案。未来,随着技术的不断成熟,CVIHEM有望发展成为具有环境响应能力、良好药代特性与可控安全性的高性能智能诊疗平台,为心血管疾病的早期筛查、精准干预及全生命周期健康管理提供有力支撑。
 
文章信息:Xue Bao, Ziyu Zhang, Yuhe Shen, Peng Tang, Guangxiang Si, Lina Kang, Biao Xu*, and Ning Gu*, Cardiovascular Information and Health Engineering Medicine. Research 2025;8:Article 0956.