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血管信息与健康工程

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顾宁

科技导报 | 卷首语 2026,44(15): 1-2

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科技导报 |卷首语 2026 , 44 (15) : 1 -2

血管信息与健康工程

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顾宁中国科学院院士生物医用纳米材料学家现任中国医学科学院学术咨询委员会学部委员、南京大学教授、南京大学医学院附属鼓楼医院临床医学研究院院长、江苏省血管信息与健康工程医学重点实验室主任。研究方向为生物医用纳米材料

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顾宁

作者信息

南京大学医学院，南京 210093

作者简介:

Cardiovascular information and health engineering

Ning GU

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出版时间: 2026-08-13

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摘要

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血管信息与健康工程是生命科技时代守护国民健康、破解血管疾病难题的核心支撑，是连接前沿科技与民生福祉的重要桥梁，更是建设健康中国、实现全民健康长寿的战略基石。

引用本文

顾宁. 血管信息与健康工程. 科技导报, 2026 , 44 (15) : 1 -2 .

Ning GU. Cardiovascular information and health engineering[J]. Science & Technology Review, 2026 , 44 (15) : 1 -2 .

正文

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《黄帝内经》云：“血脉和利，精神乃居。”血管是人体循环系统的核心组成，是氧气、营养物质与代谢废物等运输的重要通道，维系着机体各器官的协调运转。血管健康水平是衡量国民健康素质的重要指标，直接决定个体生命质量，深刻影响社会医疗支出，更关系国家公共卫生安全与医疗保障体系长效可持续运转。血管信息与健康工程是以系统生物学方法与工程医学技术，解析血管网络多维度、多尺度的内涵，阐明血管与脏器、组织、细胞之间的相互作用和动态变化规律，研发血管网络系统监测与调控技术，实现和维护“整体健康”的全方位、全周期管理理念与策略，其是信息、材料、工程技术与临床转化深度交叉的复合型系统工程。

推进血管信息与健康工程创新发展，既是落地健康中国战略的核心抓手，也是中国由人口大国迈向健康强国的必由之路。

1 时代背景：血管疾病防控的战略紧迫性

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根据《中国心血管健康与疾病报告2024概要》, 心血管病（cardiovasculardisease，CVD）目前是中国城乡居民的首位死因，截止到2023年，中国CVD患者总数已突破3.3亿，且随着人口老龄化进程加快和居民生活方式深刻变化，CVD危险因素的暴露持续扩大。预测模型显示，2020—2030年间，CVD的发病率、死亡率与伤残调整生命年率将呈现持续上升趋势，给社会带来日益沉重的经济与照护负担。

在此背景下，血管健康已不再是单纯的临床医学议题，而是上升为国家层面的战略性公共卫生挑战。传统的CVD防控策略多聚焦于终末期事件（如心肌梗死、脑卒中）的抢救与治疗，而对血管功能的早期退化、结构性病变的渐进演变，缺乏系统性的监测与干预手段，面临着“血管信息盲区”的根本性制约。

2 核心命题：血管年龄——预测CVD风险的直观依据

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开滦队列对40~60岁人群的长期随访显示，血管年龄每年轻1岁，CVD风险降低约26%。这意味着血管状态可测量性、可干预性将成为CVD防控的关键突破口。然而，现实中血管年龄的评估方式仍显粗糙，主要依赖常规临床指标（如血压、血脂、血糖）与少数生物标志物，缺乏对血管壁结构、功能、代谢等多维度信息的融合建模能力。

若将血管视为一个“多物理场耦合系统”，其信息维度包括：力学（血压、剪切应力）、电学（心电、阻抗）、光学（近红外、光谱）、化学（炎症因子、氧化应激）、热学（局部温度变化）等。如何实现对这些信息的高分辨率、多尺度、动态化采集，并借助人工智能（artificial intelligence，AI）技术进行融合建模，是血管信息与健康工程面临的核心科学问题。

3 现阶段瓶颈：预防、诊断、治疗3大环节仍存挑战

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1）预防：急性心梗、肺栓塞、主动脉夹层等危重症，往往在发病前心电图、超声等常规检查中无明显异常。传统免疫检测技术的灵敏度有限，难以捕捉到血管壁微弱的炎症激活或内皮损伤信号。这导致“早防早诊早治”在临床实践中难以落地，患者常在毫无预警的情况下进入急危状态。

2）诊断：目前主流血管成像技术包括光学成像、超声、计算机断层扫描（computed tomography，CT）、磁共振造影等，虽然在宏观结构成像方面日趋成熟，但其分辨率仍难以识别微小血管或早期斑块的分子事件。更重要的是，影像信息与临床疾病表型之间的对应关系缺乏精准量化指标，导致诊断结果高度依赖医生经验。例如，动脉粥样硬化斑块的稳定性判断，目前尚无统一标准，易造成对稳定斑块的过度治疗或对不稳定斑块的漏治。

3）治疗：当前CVD诊疗流程中，诊断与治疗环节往往分离，患者可能需要经历多次检查、多次创伤性操作，躯体不适累积。同时，单一诊断技术的准确率有限，缺乏多模态融合决策支持系统，使得治疗策略的制定存在较大不确定性。尤其在高龄、多病共存的复杂患者中，统一方案难以覆盖个体差异。

4 未来路径：血管信息与健康工程的战略方向

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面对上述挑战，亟需构建一个从信息采集到精准干预、从材料研发到健康管理的全链条技术体系。

1）血管信息工程：多尺度、多物理场的信息融合与AI建模。血管信息工程的核心任务是发展新型血管信息采集手段，如可穿戴柔性电子传感器（用于连续血压、脉搏波、阻抗监测）、高分辨血管内光学相干断层成像（opticalcoherence tomography，OCT）、分子影像探针（用于炎症或钙化活性成像）、微创植入式多参数传感芯片等。在此基础上，利用深度学习、图神经网络、时序预测模型等AI技术，对多源异构数据进行时空对齐、特征提取与动态建模，构建个体化的“血管数字孪生”。该数字孪生不仅能够预测未来3~5年的血管疾病风险，还能模拟不同干预策略（药物、生活方式、介入治疗）的潜在效果，有望实现从“群体统计风险”到“个体因果推断”的跃升。

2）血管治疗药物与递送系统：诊疗一体化。诊疗一体化是未来血管疾病治疗的重要方向。通过交叉学科协同，发展兼具成像诊断与治疗功能的纳米材料，实现对动脉粥样硬化斑块、血栓等病灶的主动靶向。磁性纳米材料作为高性能纳米材料，凭借独特的超顺磁性、优异的生物相容性、可控的靶向修饰特性及良好的多模态成像潜能，为血管病变的精准诊断、靶向给药与疗效实时评估提供了重要技术支撑，可有效赋能血管疾病精准诊疗。

3）血管组织工程与材料：人造血管与功能支架。对于严重狭窄、多发闭塞或先天性血管畸形的患者，自体血管移植常受限于取材来源与匹配度。高性能生物材料制备的进步，如3D生物打印、静电纺丝、水凝胶等，为人造血管与功能性血管支架的开发提供了可能。未来，结合干细胞技术与原位组织诱导策略，有望开发出具有主动重构能力的血管替代物，为血管疾病治疗提供革命性替代方案。

4）血管保健与健康管理：AI大模型驱动的全生命周期监测。健康管理的本质是从“治病”走向“防病”。通过可穿戴设备、家庭监测终端、基层医疗检测点的协同部署，实现对血管状态的长周期、低负荷、连续性监测。采集的数据汇聚至云端或边缘计算平台，由AI大模型进行个体化基线建立、趋势分析与异常预警。

5 结语：以血管信息与健康工程构筑健康中国之基

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从《黄帝内经》的“血脉和利，精神乃居”到当代多模态血管信息融合与AI精准干预，人类对血管健康的认知正经历从宏观经验到微观量化、从被动治疗到主动预防、从单点诊断到全生命周期管理的深刻变革。

血管信息与健康工程是生命科技时代守护国民健康、破解血管疾病难题的核心支撑，是连接前沿科技与民生福祉的重要桥梁，更是建设健康中国、实现全民健康长寿的战略基石。近年来，中国在CVD领域的研究呈现蓬勃发展势头，数量与质量都不断提升。目前，中国CVD领域论文数量位居全球第2位，仅次于美国。面对新时代机遇与使命，要打破学科壁垒，贯通工程技术与临床需求，融合大数据与个体关怀，在多学科协同、制度创新与产业升级的共同推动下，在这一领域走出一条从跟踪模仿到自主引领、从技术突破到普惠应用的发展道路，为全球血管疾病防控贡献“中国方案”。

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2026年第44卷第15期

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首发时间：2026-08-31
出版时间：2026-08-13

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南京大学医学院，南京 210093

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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