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为解决骨折愈合监测难题，研究人员将航天医学中的生理监测技术引入创伤外科，开展了“智能植入物”与“可穿戴设备”研究。他们利用激光多普勒光谱和近红外光谱技术，实现了对骨愈合血供的无辐射、连续监测，并利用配备传感器的鞋垫进行步态分析，旨在早期预测骨不连等并发症，为骨折愈合的精准管理提供了新范式。
在传统创伤外科的临床实践中，医生们常常面临一个棘手的难题：如何精准、无创地监测骨折的愈合进程？常规的X光片虽然能提供骨骼形态学的信息，但存在辐射暴露风险，且无法实现连续、动态的监测。对于骨折愈合不良（骨不连）等并发症，往往只能在出现明显症状或影像学改变后才能发现，错失了早期干预的最佳时机。与此同时，在遥远的太空，宇航员们正经历着另一种“骨愈合”的挑战。在失重环境下，由于缺乏重力负荷，宇航员的骨骼和肌肉会迅速发生废用性萎缩，其生理变化与地球上长期卧床或骨折后固定的患者有着惊人的相似之处。航天医学为了对抗这种“太空病”，发展出了一系列高精尖的生理监测技术，以评估宇航员的身体状况并测试对抗措施的有效性。
正是基于这种“异病同治”的深刻洞察，Bergita Ganse教授及其团队开启了一场跨越学科边界的探索。他们敏锐地意识到，航天医学中用于监测宇航员生理指标的技术，或许正是解决创伤外科临床痛点的“金钥匙”。于是，他们决定将目光投向太空，将航天医学的先进方法引入创伤外科，旨在为骨折愈合的监测与管理带来一场革命性的变革。这项研究不仅为创伤外科提供了全新的研究视角，也展示了跨学科融合的巨大潜力，相关成果发表在《Die Unfallchirurgie》杂志上。
为了回答上述问题，研究人员开展了一项融合了临床观察与前沿技术的交叉研究。他们主要采用了以下几种关键技术方法：
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可穿戴设备与步态分析：利用配备压力、位置和加速度传感器的仪器化鞋垫（Wearables），对胫骨和踝关节骨折患者进行前瞻性、纵向的步态分析，以识别能够预测骨不连的生物力学参数。
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无辐射光学监测技术：将航天医学中用于监测宇航员肌肉状况的激光多普勒光谱和近红外光谱技术，应用于骨折愈合的监测。通过测量骨愈合过程中的血供变化，实现对愈合进展的连续、无辐射评估。
- 3.
航天医学研究模型：利用航天医学领域特有的研究模型，如头低位卧床研究（模拟失重）、南极科考站（模拟极端环境）以及国际空间站（ISS）上的真实失重环境，进行人体生理学研究，以验证和优化对抗措施。
研究结果
1. 智能植入物与可穿戴设备的开发与应用
研究团队目前正致力于两个大型项目：“智能植入物”和“SmlLE”。他们利用可穿戴设备，如配备传感器的鞋垫，对患者进行长期追踪。通过对步态数据的分析，研究人员成功识别出了一些能够早期指示愈合问题的参数，并建立了预测骨不连的模型。例如，他们发现，通过分析患者行走时的压力分布和运动模式，可以在影像学出现明显变化之前，预测出骨不连的发生风险。
2. 无辐射光学监测技术的突破
研究团队发现，利用激光和LED光进行血供测量的近红外光谱技术，可以替代传统的X射线，实现对骨愈合过程的连续监测。这项技术不仅避免了辐射暴露，还使得以前因辐射剂量限制而无法进行的临床研究成为可能。例如，利用该技术可以量化智能植入物或非侵入性方法对加速骨折愈合的效果。
3. 航天医学研究模型的建立与验证
为了研究失重环境对骨骼肌肉系统的影响，研究团队利用航天医学领域的多种研究模型。这些模型包括：
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头低位卧床研究：受试者以6°头低位姿势连续卧床数周，模拟失重环境下的肌肉骨骼萎缩。
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国际空间站（ISS）实验：参与“肌肉刺激”实验，研究神经肌肉电刺激对宇航员下肢肌肉的益处。
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南极科考站研究：计划在2026年启动，研究长期缺氧环境对骨骼肌和关节软骨的影响。
研究结论与讨论
本研究通过将航天医学的先进技术引入创伤外科，成功开发了一套全新的骨折愈合监测与管理体系。研究结论表明，利用可穿戴设备进行步态分析，可以识别出预测骨不连的生物力学参数；而利用激光多普勒和近红外光谱技术，则可以实现对骨愈合血供的无辐射、连续监测。这些技术的应用，使得早期发现愈合并发症和预测骨不连成为可能，为骨折患者的精准治疗提供了强有力的工具。
这项研究的重要意义在于，它打破了学科壁垒，实现了从“太空”到“病床”的知识转化。航天医学中用于保护宇航员健康的技术，如今被用来解决地球上的临床难题，这充分体现了跨学科研究的巨大价值。通过将航天医学的“高精尖”技术平民化、临床化，研究团队不仅为创伤外科带来了创新的监测手段，也为未来骨折愈合的精准医疗奠定了坚实的基础。
