Medical Device Research Papers (EN-VI) - 2025-04-28 (2025)

Transformative 3D Printing of Carbon-metal Nanocomposites as Catalytic Joule Heaters for Enhanced Ammonia Decomposition.

• EN: This research presents a novel, scalable method for creating carbon-based Joule heaters embedded with catalytic nanoparticles using 3D-printed polypropylene. The process involves crosslinking, metal ion impregnation, and pyrolysis to produce a structured carbon matrix with well-dispersed nanoparticles. These heaters demonstrate efficient Joule heating and enhanced catalytic activity, exemplified by nickel nanoparticle-embedded carbon structures showing reduced activation energy for ammonia decomposition. The platform offers precise control over nanoparticle size and composition, presenting significant potential for decarbonizing chemical synthesis and energy production by enabling localized heating at catalytic sites. This technology could revolutionize medical device sterilization or localized drug delivery via heat-triggered mechanisms, and offers a pathway to more energy-efficient biomedical materials synthesis.
• VI: Nghiên cứu này giới thiệu một phương pháp mới, có khả năng mở rộng để tạo ra các thiết bị gia nhiệt Joule dựa trên carbon được nhúng các hạt nano xúc tác sử dụng polypropylene in 3D. Quy trình bao gồm liên kết chéo, ngâm tẩm ion kim loại và nhiệt phân để tạo ra một ma trận carbon có cấu trúc với các hạt nano phân tán tốt. Các thiết bị gia nhiệt này thể hiện hiệu quả gia nhiệt Joule và hoạt động xúc tác nâng cao, minh chứng qua cấu trúc carbon nhúng hạt nano niken cho thấy năng lượng hoạt hóa giảm trong quá trình phân hủy amoniac. Nền tảng này cung cấp khả năng kiểm soát chính xác kích thước và thành phần hạt nano, mang lại tiềm năng đáng kể cho việc giảm phát thải carbon trong tổng hợp hóa học và sản xuất năng lượng bằng cách cho phép gia nhiệt cục bộ tại các vị trí xúc tác. Công nghệ này có thể cách mạng hóa việc khử trùng thiết bị y tế hoặc phân phối thuốc cục bộ thông qua các cơ chế kích hoạt bằng nhiệt, đồng thời cung cấp một con đường để tổng hợp vật liệu y sinh tiết kiệm năng lượng hơn.

AuCu@CuO2 Aerogels with H2O2/O2 Self-Supplying and Quadruple Enzyme-Like Activity for MRSA-Infected Diabetic Wound Management.

• EN: This study introduces a copper peroxide-coated AuCu bimetallic aerogel designed to improve diabetic wound healing, particularly in MRSA-infected environments. The aerogel mimics four enzymes, enabling it to combat hyperglycemia, oxidative stress, hypoxia, and bacterial infection simultaneously. Key functionalities include ROS production for antibacterial action, oxygen release to address hypoxia, glucose reduction, and glutathione balance. The material effectively reduces inflammation, promotes angiogenesis, and enhances collagen deposition, leading to significant improvements in diabetic wound closure. This innovative approach holds promise for advanced medical device applications in wound care and biomedical engineering.
• VI: Nghiên cứu này giới thiệu một aerogel lưỡng kim AuCu phủ đồng peroxide được thiết kế để cải thiện quá trình lành vết thương do tiểu đường, đặc biệt trong môi trường nhiễm MRSA. Aerogel này mô phỏng bốn loại enzyme, cho phép chống lại đồng thời tăng đường huyết, stress oxy hóa, thiếu oxy và nhiễm trùng do vi khuẩn. Các chức năng chính bao gồm sản xuất ROS để diệt khuẩn, giải phóng oxy để giải quyết tình trạng thiếu oxy, giảm glucose và cân bằng glutathione. Vật liệu này giúp giảm viêm hiệu quả, thúc đẩy sự hình thành mạch máu và tăng cường lắng đọng collagen, dẫn đến cải thiện đáng kể trong việc đóng vết thương do tiểu đường. Phương pháp tiếp cận sáng tạo này hứa hẹn cho các ứng dụng thiết bị y tế tiên tiến trong chăm sóc vết thương và kỹ thuật y sinh.

Polyaspartic Acid-Calcium-Lanthanum Complexes Induce Antibacterial Remineralization of Dentin and In-Depth Occlusion of Dentinal Tubules.

• EN: This study introduces a novel two-step mineralization strategy using polyaspartic acid-calcium-lanthanum and phosphate solutions to remineralize demineralized dentin. The method successfully induces the formation of lanthanum-doped hydroxyapatite (La-HAp) within collagen fibrils and deeply occludes dentinal tubules (up to 100 µm). The remineralized dentin exhibits antibacterial properties against Streptococcus mutans and restores mechanical properties close to those of healthy dentin, while showing no apparent tissue irritation. This multifunctional approach offers a promising restorative strategy for managing dentin caries and addressing dentin hypersensitivity, potentially leading to improved medical device and biomedical engineering solutions for dental applications.
• VI: Nghiên cứu này giới thiệu một chiến lược khoáng hóa hai bước mới sử dụng dung dịch polyaspartic acid-calcium-lanthanum và phosphate để tái khoáng hóa men răng bị khử khoáng. Phương pháp này thành công trong việc tạo ra hydroxyapatite pha lanthanum (La-HAp) bên trong các sợi collagen và bịt kín sâu các ống ngà (lên đến 100 µm). Men răng được tái khoáng hóa thể hiện đặc tính kháng khuẩn chống lại Streptococcus mutans và phục hồi các đặc tính cơ học gần bằng với men răng khỏe mạnh, đồng thời không gây kích ứng mô rõ rệt. Cách tiếp cận đa chức năng này mang đến một chiến lược phục hồi đầy hứa hẹn để quản lý sâu răng và giải quyết tình trạng răng nhạy cảm, có khả năng dẫn đến các giải pháp thiết bị y tế và kỹ thuật y sinh được cải thiện cho các ứng dụng nha khoa.

Engineered Bacterial Outer Membrane Vesicles Hitchhiking on Neutrophils for Antibody Drug Delivery to Enhance Postoperative Immune Checkpoint Therapy.

• EN: This study introduces a novel approach to combat postoperative tumor recurrence and metastasis by using neutrophil-delivered bacterial outer membrane vesicles (OMV) containing CD47 antibody and a photosensitizer. Specifically, E. coli derived OMVs (OC47-Ce6) loaded with CD47 antibody and Ce6 photosensitizer, are phagocytosed by neutrophils and targeted to the tumor resection site. Light-activated OC47-Ce6 induces tumor cell killing, releases CD47 antibodies to block immune checkpoints, and promotes tumor-associated antigen presentation. In vitro and in vivo results demonstrate enhanced macrophage phagocytosis and T-cell activation, leading to a significant reduction in postoperative tumor recurrence and metastasis. This innovative method, applicable to biomedical engineering, could improve targeted immunotherapy delivery to surgical sites, overcoming immunosuppressive microenvironments.
• VI: Nghiên cứu này giới thiệu một phương pháp mới để chống lại sự tái phát và di căn của khối u sau phẫu thuật bằng cách sử dụng các túi màng ngoài tế bào vi khuẩn (OMV) chứa kháng thể CD47 và chất cảm quang được vận chuyển bởi bạch cầu trung tính. Cụ thể, các OMV có nguồn gốc từ E. coli (OC47-Ce6) được nạp kháng thể CD47 và chất cảm quang Ce6, sau đó được bạch cầu trung tính thực bào và nhắm mục tiêu đến vị trí cắt bỏ khối u. OC47-Ce6 được kích hoạt bằng ánh sáng gây ra sự tiêu diệt tế bào khối u, giải phóng kháng thể CD47 để chặn các điểm kiểm soát miễn dịch và thúc đẩy sự trình diện kháng nguyên liên quan đến khối u. Kết quả thí nghiệm in vitro và in vivo cho thấy sự tăng cường thực bào của đại thực bào và kích hoạt tế bào T, dẫn đến giảm đáng kể sự tái phát và di căn của khối u sau phẫu thuật. Phương pháp cải tiến này, có thể áp dụng cho kỹ thuật y sinh, có thể cải thiện việc phân phối liệu pháp miễn dịch nhắm mục tiêu đến các vị trí phẫu thuật, khắc phục các môi trường vi mô ức chế miễn dịch.

Transfer Learning Empowered Multiple-Indicator Optimization Design for Terahertz Quasi-Bound State in the Continuum Biosensors.

• EN: This research introduces a transfer learning-based approach for optimizing terahertz metasurface biosensors, enhancing their performance for biomedical detection. Unlike previous methods that focus on single parameters, this method simultaneously optimizes the Q factor, figure of merit (FoM), and effective sensing area (ESA) by quantifying their respective contributions. The two-stage transfer learning reduces data requirements significantly and enables the design of highly sensitive sensors. The optimized biosensor successfully detected the homocysteine biomarker at the ng µL-1 level, demonstrating the method's efficacy and potential for advancing trace biological detection in medical device applications.
• VI: Nghiên cứu này giới thiệu một phương pháp dựa trên học tăng cường (transfer learning) để tối ưu hóa các cảm biến sinh học bề mặt siêu vật liệu terahertz, từ đó nâng cao hiệu suất phát hiện sinh học. Khác với các phương pháp trước đây chỉ tập trung vào một tham số đơn lẻ, phương pháp này đồng thời tối ưu hóa hệ số phẩm chất (Q factor), hệ số chất lượng (FoM) và diện tích cảm biến hiệu quả (ESA) bằng cách định lượng các đóng góp tương ứng của chúng. Phương pháp học tăng cường hai giai đoạn giúp giảm đáng kể yêu cầu về dữ liệu và cho phép thiết kế các cảm biến có độ nhạy cao. Cảm biến sinh học được tối ưu hóa đã phát hiện thành công dấu ấn sinh học homocysteine ở mức ng µL-1, chứng minh tính hiệu quả của phương pháp và tiềm năng ứng dụng trong việc phát hiện các dấu vết sinh học trong các thiết bị y tế.

An update on current devices for the port technique: A systematic review.

• EN: This systematic review identifies and compares devices used in the port technique for minimally invasive neurosurgery, focusing on tubular retractors for accessing deep brain lesions. The study analyzed 33 articles, identifying nine devices, including five currently available commercially (Aurora Surgiscope, BrainPath, cerebral corridor creators, METRx, Vycor VBAS) and one nearing commercialization (MindsEye). While case series and reports dominate the existing literature, ongoing clinical trials suggest a need for more comparative research. The analysis of lesion type, complication rates, and resection success showed no statistically significant difference in complication rates across the devices. This review is relevant to biomedical engineering by highlighting the landscape of devices and areas for improvement in design and surgical outcomes for minimally invasive neurosurgery.
• VI: Tổng quan hệ thống này xác định và so sánh các thiết bị được sử dụng trong kỹ thuật "port" cho phẫu thuật thần kinh xâm lấn tối thiểu, tập trung vào dụng cụ banh ống (tubular retractor) để tiếp cận các tổn thương sâu trong não. Nghiên cứu đã phân tích 33 bài báo, xác định chín thiết bị, bao gồm năm thiết bị hiện có trên thị trường (Aurora Surgiscope, BrainPath, cerebral corridor creators, METRx, Vycor VBAS) và một thiết bị sắp được thương mại hóa (MindsEye). Mặc dù các loạt ca bệnh và báo cáo chiếm ưu thế trong các tài liệu hiện có, các thử nghiệm lâm sàng đang diễn ra cho thấy cần có thêm nghiên cứu so sánh. Phân tích về loại tổn thương, tỷ lệ biến chứng và thành công cắt bỏ cho thấy không có sự khác biệt đáng kể về mặt thống kê về tỷ lệ biến chứng giữa các thiết bị. Tổng quan này có liên quan đến kỹ thuật y sinh bằng cách làm nổi bật phạm vi các thiết bị và các lĩnh vực cần cải thiện trong thiết kế và kết quả phẫu thuật cho phẫu thuật thần kinh xâm lấn tối thiểu.

Auto-segmentation, radiomic reproducibility, and comparison of radiomics between manual and AI-derived segmentations for coronary arteries in cardiac [18F]NaF PET/CT images.

• EN: This study investigated the reproducibility and reliability of radiomic features extracted from [18F]NaF PET and calcium scoring CT images for assessing cardiac risk. An automated model for coronary artery segmentation was developed and evaluated, showing comparable performance to intra-observer variability. While inter- and intra-observer radiomic reproducibility varied, certain first-order and GLCM features demonstrated good consistency. Importantly, a subset of radiomic features derived from AI-segmented images exhibited acceptable reliability compared to manual segmentation, suggesting potential for automated radiomic analysis in cardiac PET imaging. This research highlights the potential of [18F]NaF PET radiomics as a non-invasive tool for personalized risk assessment in cardiovascular disease and offers a base for using AI in clinical diagnostics.
• VI: Nghiên cứu này điều tra tính tái lập và độ tin cậy của các đặc trưng radiomic được trích xuất từ hình ảnh PET [18F]NaF và CT đo vôi hóa mạch vành để đánh giá nguy cơ tim mạch. Một mô hình tự động phân vùng động mạch vành đã được phát triển và đánh giá, cho thấy hiệu suất tương đương với sự thay đổi giữa các lần đọc của cùng một người. Mặc dù tính tái lập radiomic giữa và trong các người đọc khác nhau có sự khác biệt, một số đặc trưng bậc nhất và GLCM nhất định cho thấy tính nhất quán tốt. Quan trọng là, một tập hợp con các đặc trưng radiomic có nguồn gốc từ hình ảnh được phân vùng bằng AI thể hiện độ tin cậy chấp nhận được so với phân vùng thủ công, cho thấy tiềm năng của phân tích radiomic tự động trong hình ảnh PET tim mạch. Nghiên cứu này nhấn mạnh tiềm năng của radiomic PET [18F]NaF như một công cụ không xâm lấn để đánh giá nguy cơ cá nhân hóa trong bệnh tim mạch và cung cấp cơ sở để sử dụng AI trong chẩn đoán lâm sàng.

Renal ectopic fat deposition and hemodynamics in type 2 diabetes mellitus assessment with magnetic resonance imaging.

• EN: This study used quantitative MRI to assess renal perfusion and ectopic fat deposition in patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM), finding significant differences in renal blood flow (RBF) and proton density fat fraction (PDFF) across healthy controls, T2DM, and varying stages of diabetic kidney disease (DKD). A negative correlation was observed between renal PDFF and RBF, suggesting ectopic fat deposition contributes to hemodynamic injury. Medullary RBF effectively differentiated T2DM from DKD, while cortical PDFF distinguished between DKD stages. These findings highlight quantitative MRI as a valuable, radiation-free tool for monitoring kidney function and disease progression in T2DM, with renal ectopic fat emerging as a potential risk factor for DKD.
• VI: Nghiên cứu này sử dụng MRI định lượng để đánh giá tưới máu thận và tích tụ mỡ lạc chỗ ở bệnh nhân tiểu đường tuýp 2 (T2DM), cho thấy sự khác biệt đáng kể về lưu lượng máu thận (RBF) và tỷ lệ phần trăm mật độ chất béo proton (PDFF) giữa nhóm đối chứng khỏe mạnh, T2DM và các giai đoạn khác nhau của bệnh thận do tiểu đường (DKD). Quan sát thấy mối tương quan nghịch giữa PDFF thận và RBF, cho thấy sự tích tụ mỡ lạc chỗ góp phần gây tổn thương huyết động. RBF tủy thận có hiệu quả trong việc phân biệt T2DM với DKD, trong khi PDFF vỏ thận phân biệt giữa các giai đoạn DKD. Những phát hiện này nhấn mạnh MRI định lượng là một công cụ có giá trị, không bức xạ để theo dõi chức năng thận và sự tiến triển của bệnh ở bệnh nhân T2DM, với mỡ lạc chỗ ở thận nổi lên như một yếu tố nguy cơ tiềm ẩn cho DKD.

A randomised comparative study of 1064nm Nd:YAG laser and Urea occlusion therapy with topical miconazole for the treatment of onychomycosis.

• EN: This study evaluated the efficacy of 1064 nm Nd:YAG laser, urea occlusion (UO), and their combination for treating onychomycosis. Results showed that while both laser and UO alone had some effect, the combined treatment significantly improved the "temporary clear nail increase rate" compared to laser alone. The combination therapy also demonstrated statistically significant improvement in average SCIO scores before and after treatment across all groups. These findings suggest that combining 1064 nm Nd:YAG laser with UO is a promising strategy for enhancing onychomycosis treatment, with implications for developing improved medical devices and treatment protocols. The study highlights the potential of laser-based therapies in conjunction with topical agents for fungal infections.
• VI: Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của laser Nd:YAG 1064 nm, điều trị bằng ủ urea (UO) và sự kết hợp của cả hai trong điều trị nấm móng. Kết quả cho thấy mặc dù cả laser và UO riêng lẻ đều có hiệu quả nhất định, nhưng việc điều trị kết hợp đã cải thiện đáng kể "tỷ lệ tăng móng tạm thời sạch" so với chỉ dùng laser. Liệu pháp kết hợp cũng cho thấy sự cải thiện đáng kể về mặt thống kê trong điểm số SCIO trung bình trước và sau điều trị ở tất cả các nhóm. Những phát hiện này cho thấy việc kết hợp laser Nd:YAG 1064 nm với UO là một chiến lược đầy hứa hẹn để tăng cường điều trị nấm móng, có ý nghĩa đối với việc phát triển các thiết bị y tế và phác đồ điều trị được cải thiện. Nghiên cứu này nhấn mạnh tiềm năng của các liệu pháp dựa trên laser kết hợp với các tác nhân bôi ngoài da trong điều trị nhiễm nấm.

Comparison of surgical outcomes between robotic and laparoscopic surgery for mid-low rectal cancer: a meta-analysis of randomized controlled trials.

• EN: This meta-analysis compared robotic and laparoscopic surgery for mid-low rectal cancer based on four randomized controlled trials. Robotic surgery resulted in lower conversion rates to open surgery, higher lymph node yields, lower positive circumferential resection margins, and fewer reoperations within 30 days compared to laparoscopy. However, it also took longer, and no significant differences were found in blood loss, hospital stay, complication rates, time to urination/flatus, or readmission rates. The study suggests robotic surgery offers some technical advantages but doesn't demonstrate overall clinical superiority over laparoscopy for this type of cancer, which is relevant to the development and evaluation of surgical medical devices and techniques in biomedical engineering.
• VI: Phân tích tổng hợp này so sánh phẫu thuật bằng robot và phẫu thuật nội soi trong điều trị ung thư trực tràng giữa và thấp dựa trên bốn thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng. Phẫu thuật bằng robot giúp giảm tỷ lệ chuyển đổi sang mổ hở, tăng số lượng hạch bạch huyết được cắt bỏ, giảm tỷ lệ diện cắt dương tính và giảm số ca tái phẫu thuật trong vòng 30 ngày so với phẫu thuật nội soi. Tuy nhiên, thời gian phẫu thuật kéo dài hơn và không có sự khác biệt đáng kể về lượng máu mất, thời gian nằm viện, tỷ lệ biến chứng, thời gian đi tiểu/đại tiện lần đầu hoặc tỷ lệ tái nhập viện. Nghiên cứu cho thấy phẫu thuật bằng robot mang lại một số lợi thế về mặt kỹ thuật nhưng không chứng minh được sự vượt trội về mặt lâm sàng so với phẫu thuật nội soi đối với loại ung thư này, điều này có liên quan đến việc phát triển và đánh giá các thiết bị y tế phẫu thuật và kỹ thuật trong kỹ thuật y sinh.

Comparison of CT referral justification using clinical decision support and large language models in a large European cohort.

• EN: This study evaluated the ability of large language models (LLMs), specifically GPT-4 and Claude-3 Haiku, to justify CT scan referrals compared to independent experts, using the ESR iGuide as a reference. While independent experts achieved the highest accuracy in medical test justification, LLMs showed promising performance in organ prediction. However, LLMs struggled with contrast selection, particularly Claude-3 Haiku. The findings suggest that a hybrid human-AI approach, combining expert oversight with LLM capabilities, could improve CT referral appropriateness, which is crucial for efficient resource allocation and enhanced clinical decision-making in medical device utilization and biomedical engineering applications.
• VI: Nghiên cứu này đánh giá khả năng của các mô hình ngôn ngữ lớn (LLM), cụ thể là GPT-4 và Claude-3 Haiku, trong việc biện minh cho các chỉ định chụp CT so với các chuyên gia độc lập, sử dụng ESR iGuide làm tiêu chuẩn tham khảo. Mặc dù các chuyên gia độc lập đạt được độ chính xác cao nhất trong việc biện minh cho xét nghiệm y tế, các LLM cho thấy hiệu suất đầy hứa hẹn trong dự đoán cơ quan. Tuy nhiên, các LLM gặp khó khăn trong việc lựa chọn thuốc cản quang, đặc biệt là Claude-3 Haiku. Kết quả cho thấy cách tiếp cận kết hợp giữa con người và AI, kết hợp sự giám sát của chuyên gia với khả năng của LLM, có thể cải thiện tính phù hợp của chỉ định chụp CT, điều này rất quan trọng để phân bổ nguồn lực hiệu quả và tăng cường ra quyết định lâm sàng trong việc sử dụng thiết bị y tế và các ứng dụng kỹ thuật y sinh.

Quadratic discriminant feature selected broken stick regressive deep convolution neural learning classification for turmeric crop yield prediction.

• EN: This study introduces a novel "QDFSBSRDCNLC" technique for classifying diseases in turmeric crops and predicting yield, leveraging image analysis and deep learning. The method utilizes Quadratic Discriminant Analysis for feature selection and employs semantic segmentation models (FCN8, PSP Net, MobileNetV3, Deep Lab V3) to identify disease in turmeric crop images collected from a research field. Results indicate that MobileNetV3 (small) achieves the highest accuracy (97.99%), IoU (96.82%), and Coefficient (97.80%) compared to other models. This technique could be adapted and applied in biomedical engineering for image-based diagnostics and yield prediction in various biological systems or engineered tissues, offering a valuable tool for resource optimization.
• VI: Nghiên cứu này giới thiệu một kỹ thuật mới "QDFSBSRDCNLC" để phân loại bệnh trên cây nghệ và dự đoán năng suất, tận dụng phân tích hình ảnh và học sâu. Phương pháp này sử dụng Phân tích Phân biệt bậc hai (Quadratic Discriminant Analysis) để chọn lọc đặc trưng và sử dụng các mô hình phân đoạn ngữ nghĩa (FCN8, PSP Net, MobileNetV3, Deep Lab V3) để xác định bệnh trong ảnh cây nghệ thu thập từ một khu vực nghiên cứu. Kết quả cho thấy MobileNetV3 (small) đạt độ chính xác cao nhất (97,99%), IoU (96,82%) và Coefficient (97,80%) so với các mô hình khác. Kỹ thuật này có thể được điều chỉnh và ứng dụng trong kỹ thuật y sinh để chẩn đoán dựa trên hình ảnh và dự đoán năng suất trong các hệ thống sinh học hoặc mô kỹ thuật khác nhau, cung cấp một công cụ có giá trị để tối ưu hóa tài nguyên.

Machine Learning-Enhanced Optimization for High-Throughput Precision in Cellular Droplet Bioprinting.

• EN: This study addresses the challenges of inconsistent and labor-intensive organoid production by developing a high-throughput 3D bioprinting platform coupled with machine learning optimization. The system optimizes five key printing parameters (bioink viscosity, nozzle size, printing time, printing pressure, and cell concentration) to control organoid size. A multilayer perceptron model demonstrated the highest prediction accuracy for cellular droplet size, while a decision tree model offered faster computation. These models were integrated into a user-friendly interface, streamlining the bioprinting process. This optimized platform promises to advance scalable organoid production for various biomedical applications, particularly in drug screening and regenerative medicine.
• VI: Nghiên cứu này giải quyết các thách thức trong sản xuất organoid không đồng đều và tốn nhiều công sức bằng cách phát triển một nền tảng in sinh học 3D hiệu suất cao kết hợp với tối ưu hóa học máy. Hệ thống tối ưu hóa năm tham số in quan trọng (độ nhớt của mực in sinh học, kích thước vòi phun, thời gian in, áp suất in và nồng độ tế bào) để kiểm soát kích thước organoid. Mô hình perceptron đa lớp cho thấy độ chính xác dự đoán kích thước giọt tế bào cao nhất, trong khi mô hình cây quyết định cung cấp thời gian tính toán nhanh hơn. Các mô hình này được tích hợp vào giao diện thân thiện với người dùng, giúp đơn giản hóa quy trình in sinh học. Nền tảng tối ưu hóa này hứa hẹn sẽ thúc đẩy sản xuất organoid quy mô lớn cho nhiều ứng dụng y sinh khác nhau, đặc biệt là trong sàng lọc thuốc và y học tái tạo.

Exploring the diagnostic potential: magnetic particle imaging for brain diseases.

• EN: This review explores magnetic particle imaging (MPI) as a promising, non-ionizing technique for early diagnosis of brain diseases. MPI leverages superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) to visualize their concentration in tissue with high sensitivity and temporal resolution. Its potential applications span cancerous, cerebrovascular, neurodegenerative, and inflammatory brain diseases. MPI offers a potential advantage for medical devices in providing earlier and more accurate diagnoses, leading to improved patient management and treatment strategies. This positions MPI as a potentially transformative technology for biomedical engineering and brain disease management.
• VI: Bài tổng quan này khám phá kỹ thuật chụp ảnh hạt từ (MPI) như một phương pháp đầy hứa hẹn, không ion hóa để chẩn đoán sớm các bệnh về não. MPI tận dụng các hạt nano oxit sắt siêu thuận từ (SPION) để hình dung nồng độ của chúng trong mô với độ nhạy và độ phân giải thời gian cao. Các ứng dụng tiềm năng của nó bao gồm các bệnh ung thư, mạch máu não, thoái hóa thần kinh và viêm não. MPI mang lại một lợi thế tiềm năng cho các thiết bị y tế trong việc cung cấp các chẩn đoán sớm hơn và chính xác hơn, dẫn đến cải thiện việc quản lý và chiến lược điều trị cho bệnh nhân. Điều này định vị MPI như một công nghệ có khả năng biến đổi cho kỹ thuật y sinh và quản lý bệnh não.

An engineered human placental organoid microphysiological system in a vascular niche to model viral infection.

• EN: This study presents a microphysiological system (MPS) mimicking the human placenta, incorporating both trophoblast organoids and vascular endothelium. This engineered model improves trophoblast viability, proliferation, and differentiation compared to traditional methods. The presence of vascular endothelium enhances the trophoblast's innate immune response, leading to increased secretion of immunomodulatory factors and reduced susceptibility to Zika virus infection. This bioinspired placental MPS offers a valuable tool for investigating placental physiology, disease modeling, and potentially testing the safety and efficacy of medical devices or drug delivery systems targeting the placenta. Relevant to biomedical engineering is the design and validation of the microphysiological system and its application in studying cell-cell interactions and disease mechanisms.
• VI: Nghiên cứu này giới thiệu một hệ thống vi sinh lý (MPS) mô phỏng nhau thai người, kết hợp các organoid nguyên bào nuôi và nội mạc mạch máu. Mô hình kỹ thuật này cải thiện khả năng tồn tại, tăng sinh và biệt hóa của nguyên bào nuôi so với các phương pháp truyền thống. Sự hiện diện của nội mạc mạch máu tăng cường phản ứng miễn dịch bẩm sinh của nguyên bào nuôi, dẫn đến tăng tiết các yếu tố điều hòa miễn dịch và giảm tính nhạy cảm với nhiễm virus Zika. MPS nhau thai được thiết kế sinh học này cung cấp một công cụ có giá trị để nghiên cứu sinh lý nhau thai, mô hình hóa bệnh tật và tiềm năng thử nghiệm tính an toàn và hiệu quả của các thiết bị y tế hoặc hệ thống phân phối thuốc nhắm mục tiêu vào nhau thai. Liên quan đến kỹ thuật y sinh là thiết kế và xác nhận hệ thống vi sinh lý và ứng dụng của nó trong việc nghiên cứu tương tác tế bào-tế bào và cơ chế bệnh tật.

Utilization of 3D printing modeling techniques in the simulation instruction of ultrasound-guided puncture procedures on scoliotic spines of spinal muscular atrophy.

• EN: This study developed a 3D-printed simulation model of scoliotic spines and skin contours using selective laser melting (SLM) and gelatin casting to improve puncture training. The model, based on patient CT scans and utilizing medical-grade stainless steel for the spine and gelatin for soft tissues, exhibited realistic ultrasound anatomical properties. Participants demonstrated significantly improved proficiency and confidence in ultrasound-guided punctures after training on the model, validating its effectiveness. The research highlights the potential of 3D printing in creating realistic medical training tools for procedures like spinal punctures, enhancing medical education and reducing patient risk.
• VI: Nghiên cứu này đã phát triển mô hình mô phỏng 3D in cho cột sống vẹo và đường nét da bằng cách sử dụng công nghệ nung chảy laser chọn lọc (SLM) và đúc gelatin để cải thiện đào tạo chọc dò. Mô hình, dựa trên hình ảnh CT của bệnh nhân và sử dụng thép không gỉ y tế cho cột sống và gelatin cho mô mềm, thể hiện các đặc tính giải phẫu siêu âm thực tế. Người tham gia đã chứng minh sự cải thiện đáng kể về trình độ và sự tự tin trong việc chọc dò dưới hướng dẫn siêu âm sau khi được đào tạo trên mô hình, chứng minh tính hiệu quả của nó. Nghiên cứu nhấn mạnh tiềm năng của in 3D trong việc tạo ra các công cụ đào tạo y tế thực tế cho các quy trình như chọc dò tủy sống, tăng cường giáo dục y tế và giảm rủi ro cho bệnh nhân.

Thermodynamic insights into polyelectrolyte complexation: A theoretical framework.

• EN: This study proposes a theoretical framework to understand the interactions of flexible polyelectrolyte (PE) chains, critical for applications in biomedical engineering and medical devices. The analysis highlights the influence of ion binding and entropy on complex coacervation, demonstrating that local dielectricity at PE overlap significantly shapes global thermodynamic behavior. The findings reconcile discrepancies between experimental and computational results by emphasizing the importance of local factors like dielectric constant. Furthermore, an inverse relationship between entropy gain and local dielectric constant (at constant electrostatic temperature) highlights the significance of polymer-specific parameters in charged polymer complexation. This is crucial for designing biocompatible materials and drug delivery systems.
• VI: Nghiên cứu này đề xuất một khung lý thuyết để hiểu các tương tác của các chuỗi polyelectrolyte (PE) linh hoạt, rất quan trọng cho các ứng dụng trong kỹ thuật y sinh và thiết bị y tế. Phân tích nhấn mạnh ảnh hưởng của liên kết ion và entropy đối với sự coacervation phức tạp, cho thấy rằng điện môi cục bộ tại điểm chồng lấp PE định hình đáng kể hành vi nhiệt động lực học toàn cầu. Các phát hiện này dung hòa sự khác biệt giữa kết quả thực nghiệm và tính toán bằng cách nhấn mạnh tầm quan trọng của các yếu tố cục bộ như hằng số điện môi. Hơn nữa, mối quan hệ nghịch đảo giữa tăng entropy và hằng số điện môi cục bộ (ở nhiệt độ tĩnh điện không đổi) làm nổi bật tầm quan trọng của các thông số đặc trưng cho polymer trong sự phức hợp của polymer tích điện. Điều này rất quan trọng để thiết kế các vật liệu tương thích sinh học và hệ thống phân phối thuốc.

Unraveling the Role of the Wnt Pathway in Hepatocellular Carcinoma: From Molecular Mechanisms to Therapeutic Implications.

• EN: Hepatocellular carcinoma (HCC) is a deadly cancer with increasing incidence. This study reviews the Wnt signaling pathway's role in HCC development and treatment, highlighting its potential dysregulation as a key factor in HCC pathogenesis. By examining the mechanisms controlling Wnt signaling in HCC, the review explores its impact on disease etiology and potential for targeted therapies. This knowledge is relevant to biomedical engineers in designing diagnostic and therapeutic medical devices targeting the Wnt pathway for HCC. Ultimately, this review hopes to improve the treatment of HCC.
• VI: Ung thư biểu mô tế bào gan (HCC) là một loại ung thư gây tử vong cao với tỷ lệ mắc ngày càng tăng. Nghiên cứu này xem xét vai trò của con đường tín hiệu Wnt trong sự phát triển và điều trị HCC, nhấn mạnh khả năng rối loạn điều hòa của nó như một yếu tố quan trọng trong bệnh sinh HCC. Bằng cách kiểm tra các cơ chế kiểm soát tín hiệu Wnt trong HCC, bài đánh giá khám phá tác động của nó đối với căn nguyên bệnh và tiềm năng cho các liệu pháp nhắm mục tiêu. Kiến thức này rất phù hợp cho các kỹ sư y sinh trong việc thiết kế các thiết bị y tế chẩn đoán và điều trị nhắm mục tiêu vào con đường Wnt để điều trị HCC. Cuối cùng, bài đánh giá này hy vọng sẽ cải thiện việc điều trị HCC.

Dietary intake of the red meat-derived glycan Neu5Gc fuels colorectal cancer through up-regulation of Wnt signaling pathway.

• EN: This study investigates the link between red meat consumption and colorectal cancer (CRC), focusing on the nonhuman glycan Neu5Gc. Humans lack the enzyme to produce Neu5Gc, but dietary intake from red meat leads to its incorporation into cells, including CRC cells, where it activates the Wnt/β-catenin signaling pathway, promoting cell proliferation. A murine model lacking the CMAH enzyme showed that a Neu5Gc-enriched diet induced intestinal polyp growth with more aggressive features. These findings suggest that Neu5Gc incorporation, independently of an immune response, accelerates CRC progression, providing a novel mechanism for red meat's carcinogenic effect. This has significant implications for designing targeted therapies and diagnostic tools that consider Neu5Gc's role in CRC, potentially influencing the development of future medical devices and biomedical engineering approaches.
• VI: Nghiên cứu này điều tra mối liên hệ giữa việc tiêu thụ thịt đỏ và ung thư đại trực tràng (CRC), tập trung vào glycan không phải của con người Neu5Gc. Con người thiếu enzyme để sản xuất Neu5Gc, nhưng việc hấp thụ qua chế độ ăn từ thịt đỏ dẫn đến sự kết hợp của nó vào tế bào, bao gồm cả tế bào CRC, nơi nó kích hoạt con đường tín hiệu Wnt/β-catenin, thúc đẩy sự tăng sinh tế bào. Một mô hình chuột thiếu enzyme CMAH cho thấy chế độ ăn giàu Neu5Gc gây ra sự phát triển polyp đường ruột với các đặc điểm xâm lấn hơn. Những phát hiện này cho thấy rằng sự kết hợp Neu5Gc, độc lập với phản ứng miễn dịch, làm tăng tốc độ tiến triển của CRC, cung cấp một cơ chế mới cho tác động gây ung thư của thịt đỏ. Điều này có ý nghĩa quan trọng đối với việc thiết kế các liệu pháp nhắm mục tiêu và các công cụ chẩn đoán có tính đến vai trò của Neu5Gc trong CRC, có khả năng ảnh hưởng đến sự phát triển của các thiết bị y tế và các phương pháp kỹ thuật y sinh trong tương lai.

Deciphering the role of liquid-liquid phase separation in sarcoma: Implications for pathogenesis and treatment.

• EN: This review focuses on the role of liquid-liquid phase separation (LLPS) in sarcomas, a highly malignant type of tumor. LLPS, a process where cellular components separate into distinct droplets, is linked to cancer progression and may play a key role in sarcoma's aggressive behavior and drug resistance. The review highlights recent findings on how sarcoma fusion proteins and other factors influence LLPS in sarcoma subtypes. By summarizing these mechanisms and novel inhibitors targeting LLPS, this work aims to provide insights for developing new therapeutic strategies relevant to medical devices designed for targeted drug delivery or diagnostic applications in sarcoma treatment. This could guide the design of devices that disrupt or modulate LLPS within tumor cells.
• VI: Bài tổng quan này tập trung vào vai trò của sự phân tách pha lỏng-lỏng (LLPS) trong sarcomas, một loại ung thư ác tính cao. LLPS, một quá trình mà các thành phần tế bào tách thành các giọt riêng biệt, có liên quan đến sự tiến triển của ung thư và có thể đóng vai trò quan trọng trong hành vi xâm lấn và kháng thuốc của sarcoma. Bài tổng quan nhấn mạnh những phát hiện gần đây về cách các protein dung hợp sarcoma và các yếu tố khác ảnh hưởng đến LLPS trong các loại sarcoma. Bằng cách tóm tắt các cơ chế này và các chất ức chế mới nhắm mục tiêu LLPS, công trình này nhằm mục đích cung cấp thông tin chi tiết để phát triển các chiến lược điều trị mới liên quan đến các thiết bị y tế được thiết kế để phân phối thuốc có mục tiêu hoặc các ứng dụng chẩn đoán trong điều trị sarcoma. Điều này có thể định hướng việc thiết kế các thiết bị phá vỡ hoặc điều chỉnh LLPS bên trong tế bào khối u.

Altered attentional control process of individuals with high test anxiety: An exploratory fMRI study.

• EN: This study investigated the neural correlates of attentional control in individuals with high test anxiety (HTA) compared to those with low test anxiety (LTA) using fMRI during a modified Stroop task. Findings revealed that HTA individuals exhibited increased activation in specific brain regions, including the right postcentral gyrus, left cerebellum, right calcarine gyrus, and left inferior parietal lobule, only when processing test-related threatening words. This suggests that attentional control differences between HTA and LTA groups are specific to test-related stimuli, not generally threatening or color-incongruent stimuli. These findings may be relevant to the development of medical devices designed to mitigate anxiety-related cognitive interference during medical procedures or training simulations by targeting these specific neural pathways. It suggests that effective interventions for anxiety might be highly specific to the anxiety-provoking context.
• VI: Nghiên cứu này điều tra mối tương quan thần kinh của khả năng kiểm soát sự chú ý ở những người có lo lắng khi thi cử cao (HTA) so với những người có lo lắng khi thi cử thấp (LTA) bằng fMRI trong quá trình thực hiện nhiệm vụ Stroop đã được điều chỉnh. Kết quả cho thấy những người HTA có sự kích hoạt gia tăng ở các vùng não cụ thể, bao gồm hồi sau trung tâm phải, tiểu não trái, hồi cựa phải và tiểu thùy đỉnh dưới trái, chỉ khi xử lý các từ mang tính đe dọa liên quan đến bài kiểm tra. Điều này cho thấy sự khác biệt trong khả năng kiểm soát sự chú ý giữa nhóm HTA và LTA chỉ cụ thể đối với các kích thích liên quan đến bài kiểm tra, chứ không phải các kích thích đe dọa nói chung hoặc không phù hợp về màu sắc. Những phát hiện này có thể liên quan đến việc phát triển các thiết bị y tế được thiết kế để giảm thiểu sự can thiệp nhận thức liên quan đến lo lắng trong các thủ tục y tế hoặc mô phỏng đào tạo bằng cách nhắm mục tiêu vào các con đường thần kinh cụ thể này. Nó gợi ý rằng các can thiệp hiệu quả cho chứng lo âu có thể rất cụ thể đối với bối cảnh gây lo âu.

Sigma-1 receptor agonist PRE-084 increases BDNF by activating the ERK/CREB pathway to rescue learning and memory impairment caused by type II diabetes.

• EN: This study investigates the potential of Sigma-1 receptor (Sig-1R) agonists to treat cognitive dysfunction in type 2 diabetic rats. Researchers found that activating Sig-1R mitigated brain atrophy and cognitive impairment induced by diabetes, likely by upregulating Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF) and improving synaptic function in the hippocampus. The mechanism involves the activation of the ERK/CREB signaling pathway, leading to increased BDNF expression and PSD95 levels. These findings suggest that Sig-1R agonists could be valuable in developing therapeutic strategies for neurological disorders associated with diabetes and could have implications for biomedical engineering solutions targeting cognitive decline.
• VI: Nghiên cứu này điều tra tiềm năng của các chất chủ vận thụ thể Sigma-1 (Sig-1R) trong điều trị rối loạn chức năng nhận thức ở chuột mắc bệnh tiểu đường loại 2. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng việc kích hoạt Sig-1R làm giảm teo não và suy giảm nhận thức do bệnh tiểu đường gây ra, có khả năng bằng cách tăng cường yếu tố dinh dưỡng thần kinh có nguồn gốc từ não (BDNF) và cải thiện chức năng synap ở vùng hải mã. Cơ chế này liên quan đến việc kích hoạt con đường tín hiệu ERK/CREB, dẫn đến tăng biểu hiện BDNF và mức PSD95. Những phát hiện này cho thấy rằng các chất chủ vận Sig-1R có thể có giá trị trong việc phát triển các chiến lược điều trị cho các rối loạn thần kinh liên quan đến bệnh tiểu đường và có thể có ý nghĩa đối với các giải pháp kỹ thuật y sinh nhắm mục tiêu suy giảm nhận thức.

Assessing the efficacy of a hybrid closed loop system in a racial-ethnic minority cohort of children and adolescents with type 1 diabetes.

• EN: This study investigated the impact of the Omnipod 5 tubeless hybrid closed-loop system (HCLS) on glycemic control in a pediatric racial-ethnic minority population with type 1 diabetes. Results showed significant improvements in HbA1c and time in range (TIR) after 3 and 6 months of HCLS use. Importantly, the intervention did not negatively impact BMI z-scores or increase diabetic ketoacidosis (DKA) episodes. These findings suggest that tubeless HCLS can effectively improve glycemic outcomes in minority youth with T1DM and highlights the need to reduce disparities in access to diabetes technology. This is relevant for medical device development and biomedical engineering efforts focused on improving diabetes management.
• VI: Nghiên cứu này đánh giá tác động của hệ thống vòng kín lai (HCLS) không dây Omnipod 5 đối với việc kiểm soát đường huyết ở trẻ em thuộc nhóm thiểu số chủng tộc-dân tộc mắc bệnh tiểu đường loại 1. Kết quả cho thấy sự cải thiện đáng kể về HbA1c và thời gian trong mục tiêu (TIR) sau 3 và 6 tháng sử dụng HCLS. Quan trọng là, can thiệp này không ảnh hưởng tiêu cực đến điểm z BMI hoặc làm tăng số lượng các đợt nhiễm toan ceton do tiểu đường (DKA). Những phát hiện này cho thấy HCLS không dây có thể cải thiện hiệu quả kết quả đường huyết ở thanh thiếu niên thiểu số mắc bệnh tiểu đường loại 1 và nhấn mạnh sự cần thiết phải giảm sự bất bình đẳng trong khả năng tiếp cận công nghệ điều trị tiểu đường. Điều này có liên quan đến việc phát triển thiết bị y tế và các nỗ lực kỹ thuật y sinh tập trung vào việc cải thiện việc quản lý bệnh tiểu đường.

Assessing multilingual speakers' language processing through functional near-infrared spectroscopy (fNIRS).

• EN: This study used fNIRS and picture-naming tasks to investigate prefrontal cortex activity in multilingual adults from Pakistan. Results showed significant activation in both left and right prefrontal cortex during language processing, suggesting a more distributed neural network than previously thought. Notably, English (the second language) elicited greater cognitive load and right prefrontal cortex activation compared to native and first languages. This challenges traditional models of language processing and highlights the role of right prefrontal areas, which is relevant for designing brain-computer interfaces for multilingual users and understanding cognitive demands in multilingual medical device interfaces.
• VI: Nghiên cứu này sử dụng fNIRS và các bài kiểm tra gọi tên hình ảnh để khảo sát hoạt động của vỏ não trước trán ở người lớn đa ngôn ngữ đến từ Pakistan. Kết quả cho thấy sự kích hoạt đáng kể ở cả vỏ não trước trán trái và phải trong quá trình xử lý ngôn ngữ, gợi ý một mạng lưới thần kinh phân tán rộng hơn so với suy nghĩ trước đây. Đáng chú ý, tiếng Anh (ngôn ngữ thứ hai) gây ra tải nhận thức lớn hơn và kích hoạt vỏ não trước trán phải mạnh hơn so với tiếng mẹ đẻ và ngôn ngữ thứ nhất. Điều này thách thức các mô hình xử lý ngôn ngữ truyền thống và nhấn mạnh vai trò của vùng trước trán phải, điều này có liên quan đến việc thiết kế giao diện não-máy tính cho người dùng đa ngôn ngữ và hiểu được nhu cầu nhận thức trong giao diện thiết bị y tế đa ngôn ngữ.

Multimodal radiopathological integration for prognosis and prediction of adjuvant chemotherapy benefit in resectable lung adenocarcinoma: A multicentre study.

• EN: This study developed a multimodal framework integrating CT images and histopathology WSIs to improve risk stratification and predict adjuvant chemotherapy benefit in lung adenocarcinoma (LUAD) patients. The developed radiopathomics signature, combining radiomics features from CT scans and pathomics features from WSIs, outperformed unimodal approaches in predicting disease-free survival. Importantly, the signature provided additional prognostic information beyond clinical factors and identified patients who benefit significantly from adjuvant chemotherapy. This approach leverages existing imaging modalities for cost-effective LUAD characterization and personalized treatment planning, potentially impacting medical device development for image analysis and biomarker identification in cancer diagnostics. The framework offers a potential tool for improving clinical decision-making in postoperative LUAD management.
• VI: Nghiên cứu này đã phát triển một khung phân tích đa phương thức tích hợp hình ảnh CT và ảnh toàn phiến nhuộm H&E (WSIs) để cải thiện phân tầng rủi ro và dự đoán lợi ích của hóa trị bổ trợ ở bệnh nhân ung thư biểu mô tuyến phổi (LUAD). Chữ ký radiopathomics được phát triển, kết hợp các đặc trưng radiomics từ ảnh CT và các đặc trưng pathomics từ ảnh WSIs, vượt trội hơn các phương pháp đơn phương thức trong việc dự đoán thời gian sống không bệnh. Quan trọng hơn, chữ ký này cung cấp thêm thông tin tiên lượng ngoài các yếu tố lâm sàng và xác định bệnh nhân hưởng lợi đáng kể từ hóa trị bổ trợ. Cách tiếp cận này tận dụng các phương thức hình ảnh hiện có để đặc trưng hóa LUAD hiệu quả về chi phí và lập kế hoạch điều trị cá nhân hóa, có khả năng tác động đến sự phát triển của thiết bị y tế để phân tích hình ảnh và xác định dấu ấn sinh học trong chẩn đoán ung thư. Khung phân tích này cung cấp một công cụ tiềm năng để cải thiện việc ra quyết định lâm sàng trong quản lý LUAD sau phẫu thuật.

Wear investigation of implant-supported upper removable prothesis with electroplated gold or PEKK secondary crowns.

• EN: This study investigated polyetherketoneketone (PEKK) as a potential alternative to gold for secondary crowns in implant-supported dentures, comparing their physical properties and manufacturing costs. Wear simulation and thermocycling tests revealed comparable wear resistance between PEKK and gold. PEKK exhibited more stable retention force and a slightly higher average pull-out force (21N) compared to gold (19N), while costing less and being easier to manufacture. Microscopic analysis revealed more wear on gold abutments. The results suggest PEKK is a viable, cost-effective material for secondary crowns, offering comparable performance to gold and potentially benefitting medical device development in dental applications.
• VI: Nghiên cứu này khảo sát polyetherketoneketone (PEKK) như một vật liệu thay thế tiềm năng cho vàng trong cấu trúc mão răng thứ cấp trên implant, so sánh các đặc tính vật lý và chi phí sản xuất của chúng. Các thử nghiệm mô phỏng mài mòn và chu trình nhiệt cho thấy khả năng chống mài mòn tương đương giữa PEKK và vàng. PEKK thể hiện lực giữ ổn định hơn và lực kéo trung bình cao hơn một chút (21N) so với vàng (19N), đồng thời chi phí thấp hơn và dễ sản xuất hơn. Phân tích hiển vi cho thấy sự mài mòn nhiều hơn trên trụ abutment bằng vàng. Kết quả cho thấy PEKK là một vật liệu khả thi, tiết kiệm chi phí cho mão răng thứ cấp, mang lại hiệu suất tương đương với vàng và có khả năng mang lại lợi ích cho sự phát triển thiết bị y tế trong các ứng dụng nha khoa.

Integration of neuromuscular control for multidirectional horizontal planar reaching movements in a portable upper limb exoskeleton for enhanced stroke rehabilitation.

• EN: This study addresses the growing need for stroke rehabilitation by presenting a portable exoskeleton controlled by neural mechanisms that mimic natural arm movements. By leveraging neuroplasticity and a tailored musculoskeletal model, the exoskeleton aims to reactivate neuromuscular connections and improve rehabilitation outcomes. A Proportional-Derivative (PD) controller allows the exoskeleton to accurately track planar motion trajectories across 32 directions, demonstrating high consistency between the exoskeleton's motion and simulated paths. The accuracy in X and Y axis tracking highlights the potential of this design for integrating advanced neural control with exoskeleton technology for stroke rehabilitation. This research is relevant to medical device development and biomedical engineering due to its potential to enhance the effectiveness and accessibility of assistive devices for stroke survivors.
• VI: Nghiên cứu này giải quyết nhu cầu ngày càng tăng về phục hồi chức năng sau đột quỵ bằng cách giới thiệu một bộ khung xương ngoài di động được điều khiển bởi các cơ chế thần kinh mô phỏng chuyển động tay tự nhiên. Bằng cách tận dụng tính dẻo thần kinh và mô hình cơ xương khớp được điều chỉnh, bộ khung xương ngoài này nhằm mục đích kích hoạt lại các kết nối thần kinh cơ và cải thiện kết quả phục hồi chức năng. Bộ điều khiển Proportional-Derivative (PD) cho phép bộ khung xương ngoài theo dõi chính xác quỹ đạo chuyển động phẳng trên 32 hướng, thể hiện sự nhất quán cao giữa chuyển động của bộ khung xương và các đường dẫn mô phỏng. Độ chính xác trong theo dõi trục X và Y nhấn mạnh tiềm năng của thiết kế này trong việc tích hợp điều khiển thần kinh tiên tiến với công nghệ khung xương ngoài để phục hồi chức năng sau đột quỵ. Nghiên cứu này có liên quan đến việc phát triển thiết bị y tế và kỹ thuật y sinh do tiềm năng nâng cao hiệu quả và khả năng tiếp cận của các thiết bị hỗ trợ cho người sống sót sau đột quỵ.

Behind the scenes of EQA-characteristics, capabilities, benefits and assets of external quality assessment (EQA).

• EN: External Quality Assessment (EQA) programs benefit medical laboratories and POCT users by independently evaluating analytical and diagnostic quality, ultimately improving patient care. These schemes identify erroneous results and highlight areas for improvement in IVD-MDs. Beyond accuracy assessment, EQA provides opportunities for device verification/validation, measurement uncertainty estimation, staff training, and competence monitoring. The programs are relevant to a diverse range of stakeholders, including medical, microbiological, and pathology labs, as well as calibration and reference laboratories. These beneficiaries use EQA to meet specific task requirements and quality expectations.
• VI: Các chương trình Đánh giá Chất lượng Bên ngoài (EQA) mang lại lợi ích cho các phòng xét nghiệm y tế và người sử dụng POCT thông qua việc đánh giá độc lập chất lượng phân tích và chẩn đoán, từ đó cải thiện chất lượng chăm sóc bệnh nhân. Các chương trình này xác định các kết quả sai sót và chỉ ra các lĩnh vực cần cải thiện trong các thiết bị IVD-MD. Ngoài việc đánh giá độ chính xác, EQA cung cấp cơ hội để xác minh/xác nhận thiết bị, ước tính độ không đảm bảo đo lường, đào tạo nhân viên và giám sát năng lực. Các chương trình này phù hợp với nhiều đối tượng khác nhau, bao gồm các phòng xét nghiệm y tế, vi sinh, bệnh lý, cũng như các phòng hiệu chuẩn và phòng tham chiếu. Những đối tượng thụ hưởng này sử dụng EQA để đáp ứng các yêu cầu cụ thể của nhiệm vụ và kỳ vọng về chất lượng.

Behind the scenes of EQA- characteristics, capabilities, benefits and assets of external quality assessment (EQA).

• EN: External Quality Assessment (EQA) is crucial for ensuring patient safety by evaluating the quality of both laboratory and point-of-care testing. EQA data, especially when using commutable samples and reference measurement procedures, plays a key role in verifying the metrological traceability of in vitro diagnostic medical devices (IVD-MDs) during post-market surveillance. This data helps demonstrate that laboratory procedures are clinically suitable, aids in establishing reference intervals, and is vital for evaluating new testing methods during public health crises like COVID-19. EQA providers not only improve individual lab performance but also offer valuable performance data to stakeholders like the IVD industry and regulatory agencies. Ultimately, EQA contributes significantly to the reliability and accuracy of medical devices and laboratory practices.
• VI: Đánh giá chất lượng bên ngoài (EQA) đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho bệnh nhân bằng cách đánh giá chất lượng của cả xét nghiệm tại phòng thí nghiệm và tại điểm chăm sóc. Dữ liệu EQA, đặc biệt khi sử dụng các mẫu có thể so sánh và quy trình đo lường tham chiếu, đóng vai trò then chốt trong việc xác minh khả năng truy xuất nguồn gốc đo lường của thiết bị y tế chẩn đoán in vitro (IVD-MDs) trong quá trình giám sát sau thị trường. Dữ liệu này giúp chứng minh rằng các quy trình phòng thí nghiệm phù hợp về mặt lâm sàng, hỗ trợ thiết lập khoảng tham chiếu và rất quan trọng để đánh giá các phương pháp xét nghiệm mới trong các cuộc khủng hoảng sức khỏe cộng đồng như COVID-19. Các nhà cung cấp EQA không chỉ cải thiện hiệu suất của từng phòng thí nghiệm mà còn cung cấp dữ liệu hiệu suất có giá trị cho các bên liên quan như ngành công nghiệp IVD và các cơ quan quản lý. Cuối cùng, EQA đóng góp đáng kể vào độ tin cậy và tính chính xác của các thiết bị y tế và quy trình thực hành trong phòng thí nghiệm.

High-performance breast cancer diagnosis method using hybrid feature selection method.

• EN: This research proposes a Computer-Aided Diagnosis (CAD) system for breast cancer detection using thermal images, aiming to improve diagnostic accuracy. The system employs Segmentation Fractal Texture Analysis (SFTA) for feature extraction, followed by a hybrid binary grey wolf optimization and firefly algorithm for feature selection. Classification is then performed using kNN, SVM, and DTree techniques. Evaluation on the DMR database demonstrated high performance, achieving 97% accuracy, suggesting this method offers improvements over existing thermal imaging-based diagnostic approaches, with potential applications in medical device design and biomedical image analysis.
• VI: Nghiên cứu này đề xuất một hệ thống Chẩn đoán Hỗ trợ bằng Máy tính (CAD) để phát hiện ung thư vú bằng hình ảnh nhiệt, nhằm cải thiện độ chính xác trong chẩn đoán. Hệ thống sử dụng Phân tích Kết cấu Fractal Phân đoạn (SFTA) để trích xuất đặc trưng, sau đó là thuật toán tối ưu hóa sói xám nhị phân và thuật toán bọ cánh cứng lai để lựa chọn đặc trưng. Phân loại sau đó được thực hiện bằng các kỹ thuật kNN, SVM và DTree. Đánh giá trên cơ sở dữ liệu DMR cho thấy hiệu suất cao, đạt độ chính xác 97%, cho thấy phương pháp này mang lại những cải tiến so với các phương pháp chẩn đoán dựa trên hình ảnh nhiệt hiện có, với các ứng dụng tiềm năng trong thiết kế thiết bị y tế và phân tích hình ảnh y sinh.

Straight and helical plating with locking plates for proximal humeral shaft fractures- a biomechanical comparison under physiological load conditions.

• EN: This study compared the biomechanical performance of helical and straight PHILOS® Long plates in treating proximal humeral shaft fractures (AO12C2). Results indicated that helical plating, while not causing failure under physiological loads, significantly reduced axial construct stiffness compared to straight plating. This suggests that helical plating facilitates multidimensional deformation and increased interfragmentary movement. This information is relevant to medical device design and surgical planning, highlighting the trade-offs between nerve protection and construct stiffness when using helical plating.
• VI: Nghiên cứu này so sánh hiệu suất cơ học của nẹp xoắn ốc và nẹp thẳng PHILOS® Long trong điều trị gãy thân xương cánh tay gần (AO12C2). Kết quả cho thấy rằng nẹp xoắn ốc, mặc dù không gây ra hỏng hóc dưới tải trọng sinh lý, làm giảm đáng kể độ cứng trục của cấu trúc so với nẹp thẳng. Điều này cho thấy nẹp xoắn ốc tạo điều kiện cho biến dạng đa chiều và tăng chuyển động giữa các mảnh gãy. Thông tin này liên quan đến thiết kế thiết bị y tế và lập kế hoạch phẫu thuật, nhấn mạnh sự đánh đổi giữa bảo vệ thần kinh và độ cứng của cấu trúc khi sử dụng nẹp xoắn ốc.

Knowledge among clinical personnel on the impact of hemolysis using blood gas analyzers.

• EN: This study investigated the knowledge of non-laboratory personnel in Nordic countries regarding blood gas analyzer usage, particularly concerning hemolysis interference. A questionnaire revealed significant gaps in understanding, with a majority unaware of the analyzer's hemolysis detection capabilities. While most knew hemolysis affects potassium levels, knowledge of its impact on PaO2 and bicarbonate was lacking. The findings highlight a critical need for improved education and training on blood gas analyzers, especially for point-of-care testing (POCT) scenarios in medical devices and biomedical engineering environments. This is crucial for ensuring accurate results and proper patient care using these devices.
• VI: Nghiên cứu này khảo sát kiến thức của nhân viên không thuộc phòng thí nghiệm tại các nước Bắc Âu về việc sử dụng máy phân tích khí máu, đặc biệt là về ảnh hưởng của hiện tượng tán huyết. Kết quả khảo sát cho thấy những lỗ hổng kiến thức đáng kể, với phần lớn người tham gia không biết về khả năng phát hiện tán huyết của máy. Mặc dù hầu hết đều biết tán huyết ảnh hưởng đến nồng độ kali, nhưng kiến thức về tác động của nó đối với PaO2 và bicarbonate còn hạn chế. Các phát hiện này nhấn mạnh sự cần thiết cấp bách phải cải thiện giáo dục và đào tạo về máy phân tích khí máu, đặc biệt đối với các tình huống xét nghiệm tại chỗ (POCT) trong môi trường thiết bị y tế và kỹ thuật y sinh. Điều này rất quan trọng để đảm bảo kết quả chính xác và chăm sóc bệnh nhân thích hợp khi sử dụng các thiết bị này.

Recognition analysis of spiral and straight-line drawings in tremor assessment.

• EN: This study investigates the use of Archimedean spirals and line drawings, with and without pressure data, for automated diagnosis of neurological diseases like Parkinsonism and cerebellar dysfunction. Using pre-trained and custom-built machine learning models, researchers found that spiral drawings yield significantly higher accuracy (up to 95.7%) compared to line drawings alone. Combining spiral and line drawings further improves diagnostic accuracy. The inclusion of pressure data on the drawings did not significantly improve the models' performance, suggesting that coordinate data alone may be sufficient for automated analysis. These findings have implications for developing non-invasive, automated diagnostic tools in medical devices and biomedical engineering for tremor-related neurological disorders.
• VI: Nghiên cứu này khám phá việc sử dụng đường xoắn ốc Archimedean và đường thẳng, có hoặc không có dữ liệu áp lực, để chẩn đoán tự động các bệnh thần kinh như Parkinson và rối loạn chức năng tiểu não. Bằng cách sử dụng các mô hình học máy được huấn luyện trước và được xây dựng tùy chỉnh, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng bản vẽ xoắn ốc mang lại độ chính xác cao hơn đáng kể (lên đến 95,7%) so với chỉ vẽ đường thẳng. Việc kết hợp bản vẽ xoắn ốc và đường thẳng giúp cải thiện hơn nữa độ chính xác trong chẩn đoán. Việc đưa dữ liệu áp lực vào bản vẽ không cải thiện đáng kể hiệu suất của mô hình, cho thấy rằng chỉ dữ liệu tọa độ có thể đủ cho phân tích tự động. Những phát hiện này có ý nghĩa đối với việc phát triển các công cụ chẩn đoán tự động, không xâm lấn trong thiết bị y tế và kỹ thuật y sinh cho các rối loạn thần kinh liên quan đến run.

Not all biases are created equal: how to deal with bias on laboratory measurements.

• EN: This abstract discusses bias management in in-vitro diagnostic medical devices (IVD-MDs) within the framework of metrological traceability. Manufacturers are responsible for ensuring the traceability of their devices and correcting bias during calibration. Surveillance via external quality assessments can reveal insufficient bias correction. During routine use, systematic variations can introduce bias which is managed via internal quality control and readjustment. If bias remains uncorrected, the manufacturer needs to address the problem to maintain device accuracy. This impacts biomedical engineering by emphasizing the importance of robust traceability and quality control in IVD-MD design and maintenance.
• VI: Tóm tắt này thảo luận về quản lý sai số (bias) trong các thiết bị y tế chẩn đoán in-vitro (IVD-MD) dựa trên khung lý thuyết truy xuất nguồn gốc đo lường. Các nhà sản xuất chịu trách nhiệm đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc của thiết bị và điều chỉnh sai số trong quá trình hiệu chuẩn. Giám sát thông qua đánh giá chất lượng bên ngoài có thể phát hiện ra việc điều chỉnh sai số chưa đầy đủ. Trong quá trình sử dụng thường xuyên, các biến thể hệ thống có thể gây ra sai số được quản lý thông qua kiểm soát chất lượng nội bộ và điều chỉnh. Nếu sai số vẫn không được điều chỉnh, nhà sản xuất cần giải quyết vấn đề để duy trì độ chính xác của thiết bị. Điều này ảnh hưởng đến kỹ thuật y sinh bằng cách nhấn mạnh tầm quan trọng của khả năng truy xuất nguồn gốc mạnh mẽ và kiểm soát chất lượng trong thiết kế và bảo trì IVD-MD.

Hydrogel promotes bone regeneration through various mechanisms: a review.

• EN: Hydrogels are promising materials for bone regeneration due to their biocompatibility, swelling capabilities, and ease of fabrication. This review highlights hydrogel development, classification, and mechanisms for promoting bone regeneration, including stimulating mesenchymal stem cell differentiation, enhancing angiogenesis, boosting bone morphogenetic protein activity, and modulating the regeneration microenvironment. The findings suggest hydrogels offer a viable solution to limitations in current bone repair strategies, making them relevant to improving medical device design and biomedical engineering applications for bone reconstruction. Further research should focus on optimizing hydrogels for bone tissue engineering.
• VI: Hydrogel là vật liệu đầy hứa hẹn cho tái tạo xương nhờ khả năng tương thích sinh học, khả năng trương nở và dễ sản xuất. Bài tổng quan này nêu bật sự phát triển, phân loại và cơ chế của hydrogel trong việc thúc đẩy tái tạo xương, bao gồm kích thích biệt hóa tế bào gốc trung mô, tăng cường sự hình thành mạch máu, tăng cường hoạt động của protein hình thái xương và điều chỉnh môi trường vi mô tái tạo. Những phát hiện này cho thấy hydrogel cung cấp một giải pháp khả thi cho những hạn chế trong các chiến lược sửa chữa xương hiện tại, khiến chúng phù hợp để cải thiện thiết kế thiết bị y tế và các ứng dụng kỹ thuật y sinh trong tái tạo xương. Nghiên cứu sâu hơn nên tập trung vào tối ưu hóa hydrogel cho kỹ thuật mô xương.

Combination of edge enhancement and cold diffusion model for low dose CT image denoising.

• EN: This research introduces CECDM, a novel low-dose CT (LDCT) image denoising method based on cold diffusion models and edge enhancement. By using the LDCT image as the starting and ending points of the diffusion process, CECDM incorporates an improved Sobel operator, a Convolution Block Attention Module, and a compound loss function to effectively remove noise and artifacts. The method demonstrates significantly improved image quality metrics compared to existing post-processing techniques, achieving a fast inference time of 0.41 seconds per image. This advancement is relevant to medical devices and biomedical engineering by potentially enabling lower radiation exposure during CT scans while maintaining diagnostic image quality.
• VI: Nghiên cứu này giới thiệu CECDM, một phương pháp khử nhiễu ảnh chụp CT liều thấp (LDCT) mới dựa trên mô hình khuếch tán lạnh và tăng cường cạnh. Bằng cách sử dụng ảnh LDCT làm điểm bắt đầu và kết thúc của quá trình khuếch tán, CECDM tích hợp toán tử Sobel được cải tiến, Mô-đun Chú ý Khối Tích chập và hàm mất mát hỗn hợp để loại bỏ hiệu quả nhiễu và các tạo tác. Phương pháp này chứng minh sự cải thiện đáng kể về các chỉ số chất lượng hình ảnh so với các kỹ thuật xử lý hậu kỳ hiện có, đạt được thời gian suy luận nhanh là 0,41 giây cho mỗi hình ảnh. Tiến bộ này có liên quan đến các thiết bị y tế và kỹ thuật y sinh bằng cách có khả năng cho phép giảm phơi nhiễm bức xạ trong quá trình chụp CT trong khi vẫn duy trì chất lượng hình ảnh chẩn đoán.

A multimodal deep learning-based algorithm for specific fetal heart rate events detection.

• EN: This study developed a multimodal deep learning algorithm to automatically detect specific fetal heart rate (FHR) events (bradycardia, tachycardia, acceleration, deceleration) and deceleration patterns from cardiotocography (CTG) data. By combining various feature extraction techniques with deep learning, the algorithm achieved high accuracy in classifying FHR events (85.8%-96.2%) and moderate to high accuracy in classifying deceleration patterns (67.0% overall, with certain patterns reaching >98%). The results suggest this algorithm can serve as a valuable decision support tool for clinicians, enhancing fetal health monitoring and potentially improving the design of fetal monitoring medical devices. This could improve the accuracy and efficiency of real-time monitoring systems in biomedical engineering applications.
• VI: Nghiên cứu này đã phát triển một thuật toán học sâu đa phương thức để tự động phát hiện các sự kiện cụ thể của nhịp tim thai (FHR) (nhịp tim chậm, nhịp tim nhanh, tăng tốc, giảm tốc) và các kiểu giảm tốc từ dữ liệu điện tâm đồ tim thai (CTG). Bằng cách kết hợp các kỹ thuật trích xuất đặc trưng khác nhau với học sâu, thuật toán đạt được độ chính xác cao trong việc phân loại các sự kiện FHR (85,8%-96,2%) và độ chính xác từ trung bình đến cao trong việc phân loại các kiểu giảm tốc (tổng thể 67,0%, với một số kiểu đạt >98%). Kết quả cho thấy thuật toán này có thể đóng vai trò là một công cụ hỗ trợ quyết định có giá trị cho các bác sĩ lâm sàng, tăng cường theo dõi sức khỏe thai nhi và có khả năng cải thiện thiết kế của các thiết bị y tế theo dõi thai nhi. Điều này có thể cải thiện độ chính xác và hiệu quả của các hệ thống theo dõi thời gian thực trong các ứng dụng kỹ thuật y sinh.

Human foot cutaneous receptors function: clinical findings and prospects of using medical devices to stimulate mechanoreceptors in neurorehabilitation.

• EN: This review examines the use of foot sole mechanoreceptor stimulation to improve motor control, initially developed for space medicine and later applied in neurological rehabilitation for conditions like stroke and Parkinson's disease. The mechanism involves activating spinal and supraspinal pathways through enhanced plantar afferent input. While effective, standardized stimulation protocols are lacking. This review synthesizes knowledge of foot sole sensitivity, neural responses to support stimulation, and clinical applications, ultimately highlighting promising medical device designs for foot support stimulation in neurology.
• VI: Bài tổng quan này xem xét việc sử dụng kích thích thụ thể cơ học ở lòng bàn chân để cải thiện khả năng kiểm soát vận động, ban đầu được phát triển cho y học vũ trụ và sau đó được áp dụng trong phục hồi chức năng thần kinh cho các bệnh như đột quỵ và bệnh Parkinson. Cơ chế hoạt động liên quan đến việc kích hoạt các đường dẫn truyền tủy sống và trên tủy sống thông qua tăng cường đầu vào hướng tâm từ lòng bàn chân. Mặc dù hiệu quả, nhưng vẫn thiếu các phác đồ kích thích tiêu chuẩn. Bài tổng quan này tổng hợp kiến thức về độ nhạy của lòng bàn chân, phản ứng thần kinh đối với kích thích hỗ trợ và các ứng dụng lâm sàng, cuối cùng làm nổi bật các thiết kế thiết bị y tế đầy hứa hẹn để kích thích hỗ trợ chân trong thần kinh học.