Топ 10 медицинских технологий будущего
Технологии развиваются со все увеличивающейся скоростью. И отрасль здравоохранения не исключение. Новые технологии и методологии разрабатываются ежедневно, позволяя сделать лечение все более безболезненным и минимизируя побочные явления до минимума. Здесь мы решили познакомить вас с десятью медицинскими технологиями, которые обещают произвести революцию в здравоохранении.
1. Гель, останавливающий кровотечение
Двое ученых — Джо Ландолина (Joe Landolina) и Айзек Миллер (Isaac Miller) изобрели гель, который они назвали Veti-gel. Чем же интересно это вещество?
Есть такое понятие, как внеклеточная матрица. Это субстанция, которая помогает расти клеткам нашего тела. Новый гель имитирует эту субстанцию и может мгновенно остановить кровотечение, а затем начать процесс свертывания крови. Veti-gel уже испытывался на каротидной артерии крысы и при порезе живой печени. Этот гель может спасти множество жизней, особенно в зонах военных действий, за счет предотвращения потери крови, которая очень часто вызывает смерть.
2. Магнитная левитация
Новый метод выращивания искусственной ткани легких получил название магнитная левитация. Термин, который скорее можно ожидать встретить в книге или фильме. Команда разработчиков во главе с Глоко Соуза (Glauco Souza) начала свои исследования в 2010 году и смогла с помощью нано-магнитов вырастить искусственную ткань, наиболее близко соответствующую природной. Процесс осуществляется примерно так, как растет ткань в чашке Петри, только в виде трехмерной формы, состоящей из сложной клеточной многослойной структуры. Этот рост повторял процесс, который происходит внутри человеческого тела. Новая технология обещает сделать создание и трансплантацию искусственной ткани одним из основных методов лечения.
3. Искусственный протез на клеточном уровне
В настоящее время ведется множество исследований, направленных на синтез искусственных человеческих органов и тканей, которые можно будет использовать при трансплантации. Сегодня медицинская наука старается создать возможность использования запасных частей для человеческого тела. Например, когда какой-либо орган выйдет из строя, вы можете просто заменить его другим, который будет прекрасно выполнять свои функции. И эта идея спустилась даже на уровень клеток. Разработан особый гель, который копирует определенные клетки и их функционирование. Он формируется как сгусток шириной примерно в четыре раза большей, чем двойная спираль ДНК. Гель способен занять место клеточного скелета (цитоскелета) и сможет заменить любые клетки, которые были повреждены или утеряны в зоне поражения. Использование этой субстанции позволяет проводить долговременное лечение, блокируя доступ бактериям в рану.
4. Клетки мозга из мочи
Это, конечно, звучит ужасно, но в будущем ученые смогут превратить вашу мочу в клетки вашего же мозга, с целью лечения последнего. Хорошая новость в том, что источник таких клеток легко вам доступен и вы определенно сможете использовать для этого свою собственную мочу, а не чужую.
До сих пор ученые использовали для этого клетки эмбрионов, но этот процесс имел побочный эффект в виде образования опухоли. Теперь они протестировали новую процедуру и убедились, что результаты на данном этапе очень хорошие. Была уже осуществлена имплантация, при которой полученные таким образом клетки преобразовывались в нейроны без каких-либо мутаций.
5. Электрическое белье
Пациенты, которые вынуждены находиться в постели неделями или месяцами очень часто сталкиваются с возникновением пролежней. Они чаще всего образуются вследствие сдавливания кожи и отсутствия нормальной циркуляции крови. Многие относятся к этим проблемам с пренебрежением, но возможно вам будет интересно узнать, что только в Америке ежегодно от последствий пролежней умирает около 60 тысяч человек. Решение проблемы придумал канадский исследователь Шон Дюкло (Shean Dukelow), разработав электрическое нижнее белье. Эти «электрические трусы» каждые десять минут испускают небольшой электрический разряд и этого вполне достаточно, чтобы активировать мышцы и увеличить циркуляцию. Достигается эффект аналогичный результату, полученному при небольшой прогулке. Это несуразное, казалось, изобретение сможет спасти множество жизней!
6. Вакцина в пыльце
Почему большая часть вакцин вводится с помощью инъекций, а не оральным способом? Дело в том, что ваша система пищеварения и желудочная кислота просто растворит вакцину и итоговый результат будет абсолютно бесполезным. А вот цветочная пыльца — это всем известный аллерген, который очень эффективно может противостоять кислоте в человеческом желудке. Техасский технологический университет в настоящее время проводит исследование, в рамках которого они пытаются объединить свойства и того и другого и разработать вакцину, которую можно будет раздавать в виде пилюль для применения американскими солдатами, которые несут службу в различных странах, часто в неблагоприятных эпидемиологических условиях. Исследователи надеются удалить аллерген из пыльцы и заменить его вакциной, которая будет защищена оболочкой пыльцы. Уже достигнутые результаты позволяют надеяться, что в скором будущем вакцинация будет намного проще в применении.
7. Напечатанные кости
Новая технология и трехмерный принтер ProMetal уже позволяют ученым из Вашингтонского государственного университета «печатать» гибридный материал, который имеет те же самые свойства, что и реальные человеческие кости. Такая гибридная модель может помещаться в тело человека в место, где повреждены кости, и может использоваться в качестве каркаса все время, пока кости не восстановятся и не вернутся в здоровое состояние. Новый материал уже был испытан на кроликах и эксперимент прошел очень успешно. Причем использование этого материала одновременно со стволовыми клетками позволило костям восстанавливаться существенно быстрее, чем в нормальных условиях. Сам материал представляет собой комбинацию цинка, кремния и фосфата кальция. Причем исследователи предполагают использовать эту технологию не только для восстановления костей, но предполагают «печатать» органы целиком в случае их серьезного повреждения.
8. Восстановление повреждений мозга
Знаете ли вы, что ваш язык соединен с нервной системой с помощью тысяч нервных скоплений, некоторые из которых напрямую подключены к мозгу? Именно из этого знания родилась идея, о которой идет речь. Что если вы можете стимулировать нервную область в вашем языке и таким образом заставить ваш мозг «отремонтировать» поврежденные нервы? Как не странно, но это уже возможно. Достаточно большое количество пациентов уже прошло курс лечения с помощью нейромодулирующего стимулятора (PoNS) и буквально за неделю врачи отметили значительное улучшение в восстановлении функций мозга.
Новая технология позволяет избежать долговременного процесса реабилитации и ускорить восстановление в случае повреждения мозга. В настоящее время исследователи работают над применением этого метода при лечении других болезней мозга, таких как алкоголизм, болезнь Паркинсона и др.
9. Оборудование, которое получает питание от человека
Кардиостимуляторы — это относительно простые и не очень дорогие устройства, которые используются для регулирования работы человеческого сердца. К сожалению, примерно через семь лет источник питания этого устройства истощается и его требуется заменить с помощью хирургической операции, которая может стать источником дополнительных проблем, особенно у пожилых людей. Доктор Амин Карами (Amin Karami) нашел решение этой задачи. Он разработал устройство, которое может генерировать электричество за счет биения сердца и использоваться для питания кардиостимулятора. В настоящее время он намерен провести испытания своего устройства, которое в случае успеха может произвести революцию в сфере носимых и встраиваемых в тело медицинских устройств.
Кстати, это не единственные эксперименты такого рода. Исследователи из Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) провели первые испытания на крысах искусственного кардиостимулятора с автономным питанием, который получает электропитание с помощью гибкого пьезоэлектрического наногенератора. Новое устройство напрямую стимулирует живое сердце крысы, используя электричество, полученное прямым преобразованием из мелких движений тела крысы.
10. Роботы в кровеносных сосудах
Ученые из Brigham and Women’s Hospital (Бостон, США) разработали компьютерный чип, который может в течение долгого времени функционировать в крови пациента. Это так называемый микрофлюидный чип, покрытый длинными нитями ДНК, которые абсорбируют злокачественные раковые клетки. Действие этого чипа в крови напоминает движение и питание медузы в океане, только здесь питанием являются клетки рака. Причем раковые клетки могут быть извлечены из чипа позднее, если их необходимо изучить для диагностики.
Разработчики утверждают, что этот механизм захвата и высвобождения может использоваться как для диагностических целей, так и для терапевтического лечения при борьбе с раком. В ближайшее время предполагается тестирования этой технологии на людях.
Источник
«У России есть потенциал для развития ИИ в медицине»
— Какие медицинские технологии наиболее востребованы в российском здравоохранении?
— Пандемия вызвала интерес к телемедицинским технологиям и выявила необходимость их внедрения. Закон о телемедицине вступил в силу два года назад, тем не менее распространение вируса заставило задуматься о его доработке. В частности, речь шла о расширении применения этих технологий для удаленного оказания услуг в чрезвычайных ситуациях. Рассматривалась даже возможность первичного приема и постановки диагноза в дистанционном режиме.
В период пандемии телемедицина в первую очередь нужна для снижения количества лишних контактов как пациента с врачом, так и между врачами. Подобные технологии дают возможность удаленного консультирования и наблюдения за пациентами, которые не находятся в критическом состоянии.
В телемедицине формата «врач — врач» на первый план выходят такие сценарии, как удаленное описание медицинских изображений. В частности, в ГБУЗ «Научно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий департамента здравоохранения города Москвы» активно работали с изображениями, полученными в результате КТ легких в учреждениях Москвы. Эксперты центра помогали врачам находить изменения, характерные для COVID-19, если специалисты клиник не справлялись с потоком пациентов или им не хватало определенных компетенций.
Другой важный момент — получение данных удаленно из «красной» зоны больницы, где находятся пациенты с COVID-19. Телемедицина помогает врачам экономить время и комплекты средств индивидуальной защиты: данные мониторинга автоматически передаются на рабочую станцию в «чистой» зоне. Таким образом, количество входов в «красную» зону минимизируется.
— Какие задачи в первую очередь позволит решить телемедицина в повседневной клинической практике?
— Телемедицина дает возможность сократить количество очных контактов в медицинских учреждениях. Это снижает риск заражения не только коронавирусом, но и другими инфекционными заболеваниями.
Кроме того, телемедицина способна обеспечить преемственность между разными звеньями системы здравоохранения. Как правило, зона ответственности больницы заканчивается после того, как пациент выписывается из стационара. Но многие процессы выздоровления — например, восстановление после оперативного вмешательства — требуют постоянного наблюдения. Телемедицина помогает обеспечить такой контроль.
В случае с тяжелыми онкологическими заболеваниями оценка состояния пациента после выписки требует наблюдения в течение долгого времени — на протяжении нескольких месяцев и дольше. Телемедицина дает возможность длительного взаимодействия с пациентом, постоянного мониторинга его состояния, в том числе обеспечивая профилактический подход к лечению: врач может своевременно заметить ухудшение состояния больного и предотвратить обострение болезни.
— Можно ли рассчитывать, что развитие телемедицины повысит уровень медицинской экспертизы в регионах?
— Внедрение технологий не даст всем врачам одинаковый опыт, но точно обеспечит пациентам доступ к высокотехнологичной и высококвалифицированной медицинской помощи. Например, опытные рентгенологи, патоморфологи, радиологи — достаточно редкие специалисты. Сценарий телемедицины «врач — врач» позволяет им делиться врачебной экспертизой с коллегами. В частности, национальный проект «Здравоохранение» предусматривает создание в стране сети референсных центров, которые действуют на базе крупных федеральных учреждений для контроля за кардиологическими, патоморфологическими и лучевыми исследованиями. Их задача — предоставлять второе мнение по диагнозам, поставленным в регионах, помогать врачам в уточнении заключений врачей.
Кроме того, в Южно-Сахалинске, Рязани, Москве и других регионах на основе нашего ИТ-решения работают радиологические сети и региональные экспертные центры в области анализа медицинских изображений. Через эти единые информационные системы врачи из лечебных учреждений региона также могут запросить второе мнение более опытных коллег.
— Москва в рамках эксперимента начала внедрять технологии искусственного интеллекта (ИИ) в процесс диагностики онкологических заболеваний. Означает ли это, что ИИ получит более широкое применение?
— Эксперимент, который проводится в Москве, — знаковый для отрасли. По сути, это старт для более широкого использования технологий в медицинской практике. Одно дело, когда решения на основе искусственного интеллекта внедряются на базе одного медицинского центра, который принимает 20–30 пациентов в день, и другое — поток пациентов городской системы здравоохранения. Использовать решения на таких объемах — это действительно уникальный опыт.
Philips является участником этого эксперимента, и сегодня наши решения на основе ИИ применяются в работе с московскими пациентами. Первый опыт использования подобных технологий в Москве был связан с диагностикой рака легких и выявлением рака молочной железы. Со временем планируется реализовать подобные проекты и в сфере кардиологической помощи, в работе с заболеваниями нервной системы и другими патологиями.
В целом масштабное применение искусственного интеллекта в медицине все-таки еще хотя и ближайшее, но будущее.
Медицина — одна из наиболее консервативных сфер, по объективным причинам она строго регулируется. Поэтому технологиям предстоит пройти серьезную проверку на точность и безопасность для пациентов.
США, Китай, европейские страны активно инвестируют в подобные решения. Россия не сильно отстает от лидирующих стран по применению ИИ: здесь есть хорошие перспективы для развития таких технологий. В частности, это связано с большим количеством профильных ИТ-специалистов и высоким уровнем их знаний.
— Стоимость технологий является сдерживающим фактором для внедрения ИИ?
— Мы находимся на том этапе использования технологий ИИ, когда самое важное — понять их клиническую эффективность. Когда она станет ясна, можно будет говорить об экономическом аспекте. Но в целом технологии с каждым годом значительно падают в цене: вычислительные мощности, которые нужны для работы ИИ, становятся все более доступными. Не думаю, что стоимость будет барьером для развития и внедрения в медицинскую практику технологий на базе искусственного интеллекта.
— Что сдерживает внедрение телемедицинских технологий в России?
— Существуют законодательные ограничения. Так, развитие телемедицины по сценарию «врач — пациент» сдерживается запретом на удаленную постановку диагноза. Конечно, не все заболевания можно диагностировать дистанционно. Но, чтобы отрасль развивалась, нужно расширять практику применения технологий — ввести, например, ограниченный перечень заболеваний, диагноз по которым можно поставить с привлечением телемедицины.
Еще один сдерживающий фактор развития телемедицины для пациентов — отсутствие единой тарифной политики в отношении этих услуг. Тарифообразование зависит от территориального фонда обязательного медицинского страхования (ОМС): в одном регионе, где тариф установлен, услуга может быть оказана, в другом — ее не предоставляют из-за отсутствия финансирования. Чтобы телемедицинские консультации стали доступны всем жителям страны, такой тариф должен быть выделен в системе ОМС.
Источник