10 самых важных изобретений 21-го века в области медицины
Начало 21 века ознаменовалось многими открытиями в области медицины, о которых еще 10-20 лет назад писали в фантастических романах, а сами пациенты о них могли лишь мечтать. И хотя многие из этих открытий ждет длинная дорога внедрения в клиническую практику, они уже относятся не к разряду концептуальных разработок, а являются реально работающими устройствами, пусть пока и не массово применяющимися в медицинской практике.
1. Искусственное сердце AbioCor
В июле 2001 года группа хирургов из Луисвилля (Кентукки) сумела имплантировать пациенту искусственное сердце нового поколения. Устройство, получившее название AbioCor, было имплантировано человеку, который страдал от сердечной недостаточности. Искусственное сердце разработано компанией Abiomed, Inc.. Хотя подобные устройства использовались и раньше, AbioCor является наиболее совершенным в своём роде.
В предыдущих версиях пациент должен был быть присоединён к огромной консоли через трубки и проводки, которые вживлялись ему через кожу. Это означало, что человек оставался прикованным к кровати. AbioCor же полностью автономно существует внутри человеческого тела, и ему не нужны дополнительные трубки или проводки, которые выходят наружу.
2. Биоискусственная печень
Идея создания биоискусственной печени пришла в голову доктору Кенннету Матсумуре (Kenneth Matsumura), который решил по-новому подойти к вопросу. Учёный создал устройство, которое использует клетки печени, собранные у животных. Приспособление считается биоискусственным, поскольку оно состоит из биологического и искусственного материала. В 2001 году биоискусственная печень была названа Изобретением года по версии журнала TIME.
3. Таблетка с камерой
С помощью такой таблетки можно диагностировать рак на самых ранних стадиях. Устройство было создано с целью получать качественные цветные изображения в ограниченных пространствах. Таблетка-камера может зафиксировать признаки рака пищевода, её размер приблизительно равняется ширине ногтя взрослого человека и дважды его длиннее.
4. Бионические контактные линзы
Бионические контактные линзы разработали исследователи Вашингтонского университета (University of Washington). Они сумели соединить эластичные контактные линзы с отпечатанной электронной схемой. Это изобретение помогает пользователю видеть мир, накладывая компьютеризированные картинки поверх его собственного зрения. По словам изобретателей, бионические контактные линзы могут пригодиться шофёрам и пилотам, показывая им маршруты, информацию о погоде или транспортных средствах. В дополнение, эти контактные линзы могут следить за такими физическими показателями человека как уровень холестерола, присутствие бактерий и вирусов. Собранные данные могут быть отправлены на компьютер при помощью беспроводной передачи.
5. Бионическая рука iLIMB
Созданная Дэвидом Глоу (David Gow) в 2007 году, бионическая рука iLIMB стала первой в мире искусственной конечностью, которая снабжена пятью индивидуально механизированными пальцами. Пользователи устройства смогут брать в руку объекты различной формы — например, ручки чашек. iLIMB состоит из 3 отдельных частей: 4-х пальцев, большого пальца и ладони. Каждая из частей содержит свою систему управления.
6. Роботы-помощники во время операций
Хирурги уже некоторое время пользуются роботизированными руками, однако теперь появился робот, который может самостоятельно проводить операцию. Группа учёных из Университета Дьюка (Duke University) уже протестировала робота. Они использовали его на мёртвой индейке (поскольку мясо индейки имеет схожую структуру с человеческим). Успешность роботов оценивается в 93%. Конечно, ещё рано говорить об автономных роботах-хирургах, однако данное изобретение является серьёзным шагом в этом направлении.
7. Устройство, читающее мысли
«Чтение мыслей» — термин, используемый психологами, который подразумевает подсознательное обнаружение и анализ невербальных сигналов, например, выражений лица или движений головы. Такие сигналы помогают людям понять эмоциональное состояние друг друга. Это изобретение является детищем трёх учёных из MIT Media Lab. Читающая мысли машина сканирует сигналы мозга пользователя и оповещает о них тех, с кем происходит общение. Устройство может быть использовано для работы с аутистами.
8. Elekta Axesse
Elekta Axesse — это современное устройство для борьбы с раком. Оно было создано с целью лечить опухоли по всему телу — в позвоночнике, лёгких, простате, печени и многих других. Elekta Axesse совмещает в себе несколько функциональных возможностей. Устройство может производить стереотаксическую радиохирургию, стереотаксическую лучевую терапию, радиохирургию. Во время лечения доктора имеют возможность наблюдать 3D-изображение участка, который будет обработан.
9. Экзоскелет eLEGS
Экзоскелет eLEGS является одним из наиболее впечатляющих изобретений 21-го века. Он прост в использовании, и пациенты могут носить его не только в больнице, но и дома. Устройство позволяет стоять, ходить и даже подниматься по ступенькам. Экзоскелет подходит для людей ростом от 157 см до 193 см и весом до 100 кг.
10 . Глазописец
Это устройство с целью помочь в общении людям, прикованным к постели. Глазописец — общее творение исследователей из Ebeling Group, Not Impossible Foundation и Graffiti Research Lab. В основе технологии лежат дешёвые, отслеживающие движение глаз очки, оснащённые программным обеспечением с открытым исходным кодом. Такие очки позволяют людям, страдающим нервно-мышечным синдромом, общаться, рисуя или записывая на экране при помощи фиксирования движения глаз и преобразования его в линии на дисплее.
Источник
10 медицинских изобретений, которые кардинально изменили мир
Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.
1. Стетоскоп
До того, как был изобретен стетоскоп, врачи прислушивались к биению сердца своих пациентов, прикладывая ухо к их груди, что было довольно грубым и неэффективным методом. Например, если у пациента была значительная жировая прослойка, то этот метод не работал.
Именно с такой ситуацией столкнулся французский врач Рене Леннек, когда он не мог точно оценить сердечный ритм одного из своих пациентов из-за слишком большого количества жира на его груди. Он изобрел «стетоскоп» в виде деревянной полой трубки, которая усиливала звуки, исходящие из легких и сердца. Этот принцип усиления звука не изменился до сих пор.
2. Рентген
Трудно представить правильную диагностику и лечение травм, таких как переломы, без технологии рентгеновского изображения. Рентгеновское излучение было случайно обнаружено, когда немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген изучал процесс прохождения электрического тока через газ с чрезвычайно низким давлением.
Ученый заметил, что в затемненной комнате электронно-лучевая трубка, покрытая барием-платиноцианидом, светится флуоресцентным светом. Поскольку катодные лучи невидимы, он не знал, что это за лучи вызывают такое свечение и назвал их рентгеновскими. Ученый получил первую в истории Нобелевскую премию по физике в 1901 году за свое открытие.
3. Ртутный термометр
Сегодня термометры стали настолько повсеместны распространены, что даже невозможно определить, кто изобрел это устройство. Габриэль Фаренгейт впервые в 1714 году изобрел ртутный термометр, который все еще используется сегодня, хотя первый экземпляр устройства для измерения температуры был изобретен Галилеем в конце 1500-х годов. Он был основан на принципе изменения плотности жидкости по отношению к ее температуре. Однако сегодня от ртутных термометров постепенно отказываются в пользу цифровых термометров из-за риска отравления ртутью.
4. Антибиотики
Люди чаще всего ассоциируют появление антибиотиков с открытием пенициллина Александром Флемингом. В действительности история антибиотиков началась в 1907 году с изобретения «сальварсана» Альфредом Бертхаймом и Паулем Эрлихом. Сегодня «сальварсан» известен как «арсфенамин». Это был первый препарат, который эффективно противодействовал сифилису, и именно он ознаменовал начало антибактериального лечения.
Открытие Александра Флеминга антибактериальных особенностей пенициллина в 1928 году состояло в том, что антибиотики получили массовое внимание. Сегодня антибиотики революционизировали медицину и в сочетании с вакцинами помогли почти искоренить такие болезни, как туберкулез.
5. Игла для подкожных инъекций
Игла для подкожных инъекций, несмотря на всю ее простоту, была изобретена только около 150 лет назад. До этого в Древней Греции и Риме врачи использовали тонкие полые инструменты для инъекций жидкостей в организм. В 1656 году собаке была сделана внутривенная инъекция через гусиное перо Кристофера Рена.
Современная игла для подкожных инъекций была изобретена Чарльзом Правазом и Александром Вудом где-то в середине 1800-х годов. Сегодня подобные иглы используются для доставки внутрь тела правильной дозировки лекарственного средства при лечении, а также для извлечения биологических жидкостей с минимальной болью и риском заражения.
6. Очки
Очки — один из великих медицинских прорывов, которые люди обычно воспринимают как должное. Сегодня уже неизвестно, кто изобрел первое подобное приспособление. Много веков назад ученые и монахи использовали ранние прототипы современных очков, которые нужно было держать перед глазами вручную. С увеличением доступности печатных книг в конце 1800-х годов увеличилось количество случаев близорукости, что привело к внедрению очков в массы.
7. Кардиостимулятор
Это важное открытие было плодом работы двух австралийских ученых, Марка К. Хилла и физика Эдгара Х. Бута в 1926 году. Прототип представлял собой переносную установку, один из полюсов которого был соединен с пропитанной солевым раствором подушкой, а другой — с иглой, которая вставлялась в сердечную камеру пациента. Несмотря на грубый дизайн устройства, исследователи вернули к жизни мертворожденного ребенка. Сегодня кардиостимуляторы намного сложнее, а средний срок службы батареи в них составляет 20 лет.
8. КТ и МРТ
Открытие рентгеновских лучей привело к резкому увеличению усилий по поиску методов доступа к еще большему количеству органов без непосредственного разрезания тела. Это впоследствии привело к изобретению КТ-сканера. Его коммерческая версия была изобретена доктором Годфри Хаунсфилдом, получившим Нобелевскую премию по медицине в 1979 году.
КТ-сканер мог отображать «несколько слоев внутренностей» человека на нескольких слоях рентгеновских изображений. Вскоре после этого доктор Раймонд В. Дамадян изобрел метод дифференцирования раковых и нормальных клеток с использованием ядерного магнитного резонанса, который позже был улучшен и назван МРТ.
9. Протезирование и имплантаты
Жизнь с физическими недостатками — очень тяжелый опыт не только на физическом, но и на умственном и эмоциональном уровне. Изобретение протеза стало большим прорывом, позволяющим инвалидам жить, не ограничиваясь инвалидными колясками и костылями.
Современный протез изготовлен из углеродного волокна, которое легче и прочнее металла, а также выглядит более реалистично. Протезы, которые разрабатываются в данный момент, имеют встроенные миоэлектрические датчики, позволяющие контролировать протезы мозговыми импульсами.
10. Дефибриллятор сердца
Дефибрилляция сердца — не совсем недавняя концепция. Но хотя она известна на протяжении десятилетий, за ее введение в клиническую практику можно благодарить Клода Бэка, который провел успешную дефибрилляцию сердца мальчика во время операции. Сегодня дефибрилляторы спасают миллионы жизней во всем мире.
Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:
Источник
Медицина будущего: какие технологии позволят людям победить старость, болезни и смерть?
Биотех и медицина – одни из самых модных, востребованных и интересных направлений в высокотехнологичном бизнесе. Тысячи амбициозных стартапов привлекают миллиарды инвестиций и представляют продукты, которым место скорее на страницах фантастических романов. Хирурги, которые видят ваше тело насквозь, неразличимые глазом датчики, анализирующие информацию о вашем самочувствии, кибернетические конечности для инвалидов, лазерные скальпели, генная терапия, роботы-сиделки и многое другое. Как все это меняет мир медицины и что нас ждет в ближайшем будущем?
Диагностика
Основа лечения — правильный диагноз, поэтому почти треть современных компаний в биотехе так или иначе связаны с мониторингом физического состояния человека. Наиболее перспективное направление развития — внедрение в организм микродатчиков. Это могут быть небольшие таблетки вроде создаваемых FitBit, или биометрические татуировки, такие как VivaLNK, или RFID — микрочипы, имплантируемые под кожу. Подобные датчики не только в режиме реального времени измеряют все важные параметры здоровья, но и создают полноценную медицинскую карту в облаке, которую может использовать лечащий врач.
Проекты вроде Qualcomm Tricorder X Prize или Viatom Check Me, измеряющие пульс, температуру тела, насыщение ее кислородом, систолическое и артериальное давление, физическую активность и сон, открывают новую страницу в медицинской помощи. Вместо текущих симптомов врач видит динамику на протяжении месяцев. Сами пациенты получают возможность оперативнее замечать негативные изменения в своем состоянии, а медицинские и страховые компании использовать больше данных для оптимизации расходов на лечение и страхование.
Замена и модификация органов
Кростехнологичные проекты обеспечивают прорывы в большинстве медицинских направлений. Например, сочетание 3D-сканирования, 3D-печати, продвинутого софта и новых полимеров произвели революцию в области стоматологии. Если раньше люди вынуждены были выпрямлять зубы и исправлять прикус посредством болезненных, долгих операций, вроде протезирования или брекетов, то сейчас на рынке появилась технология «элайнеров», индивидуальной программы использования прозрачных фиксаторов с минимум неудобств. Еще пять лет назад, когда я только основал компанию StarSmile, об элайнерах в России знали единицы, сегодня – эта технология прочно входит в нашу действительность, особенно с появлением большего количества биосовместимых материалов. В мире уже появились специализированные компании, типа немецкой Next Dent, сосредоточенных только на разработке новых материалов. И их усилия уже приносят свои плоды: сегодня доступны материалы, из которых можно печатать пластиковые временные коронки или целые съемные протезы в нескольких цветах.
Медицинская 3D-печать и биотехнологическая промышленность заново проектируют весь мир фармацевтики и донорских органов. 2016 был годом успешной 3D-печати печени, артерии и кости. Пересаженные органы показали успешное приживление: поскольку новые ткани основаны на генетической карте самого пациента, то риск отторжения при удачной пересадке минимален. Более того, новые органы сами развивали в себе сеть сосудов и капилляров. В этом году Harvard’s Wyss Institute вплотную приблизился к созданию искусственной почки. И уже в ближайшем будущем врачи смогут напечатать замену для любого органа в нашем теле. Аналогичная ситуация в фармацевтике – 3D-принтеры будут готовить для пациентов дозы лекарств, распечатанных на месте по модели, подготовленной индивидуально лечащим врачом.
Параллельно с печатью живых органов развивается индустрия создания киборгов. Сейчас автоматизированные протезы имеют замещающий характер: миллионы пациентов носят имплантированные дефибрилляторы или кардиостимуляторы, роботизированные конечности, подключенные к нервной сети. Но потенциал развития данного направления гораздо выше, чем простое замещение. Достижения в области будущей медицинской техники будут направлены не столько на ремонт физических недостатков, сколько на создание органов более совершенных, чем спроектированные эволюцией. Зрение во всех областях спектра, усиленные мышцы, сердце, которое никогда не перестанет биться, легкие, позволяющие дышать под водой или в удушливом дыму и т. д. Но пока такие направления остаются чисто теоретическими, работают гораздо более простые, но тем не менее эффективные проекты вроде е-NABLING. Это программа по свободному обмену 3D-моделями доступных протезов плюс инструкции по их печати и эксплуатации.
Исследования
Следующее важнейшее направление биотеха — модернизация процесса R&D. В этой области отчетливо заметны два крупнейших направления: изучение генома человека и моделирование физических процессов с помощью специализированных программ. В мире уже испытывается целая серия микрочипов, которые могут быть использованы в качестве моделей человеческих клеток, органов или целых физиологических систем. Преимущества такой инновации неоспоримы: вместо долгих и опасных исследований компании могут программировать поведение и реакцию человека на тот или иной раздражитель в контексте биотеха на разрабатываемые лекарства. Эта технология спровоцирует революцию в области клинических испытаний и полностью заменит тестирование на животных и людях.
Проект расшифровки генома человека начался около 30 лет назад, но настоящие прорывы были связаны с ростом вычислительной производительности компьютеров. Сейчас эта работа близка к завершению, определено большинство функций генов в ДНК-цепочке человека. На практике это означает начало эры персонализированной медицины, когда каждый пациент сможет получить индивидуальную терапию с настраиваемыми лекарствами и дозировками. Уже сейчас существуют сотни основанных на фактических данных приложений для персональной геномики. Метод быстрого генетического секвенирования был впервые применен командой Стивена Кингсмора для спасения жизни маленького мальчика в 2013 году. Тогда это было невероятным, крайне затратным и уникальным по своей эффективности случаем. Уже в ближайшем будущем это станет обыденной медицинской практикой.
Операции будущего и новое образование
В медицине еще долго будет необходимо присутствие живых врачей. Но благодаря технологиям у них в распоряжении будет нечто большее, чем два обычных глаза: на помощь придет дополненная реальность. Уже сейчас эта, на первый взгляд развлекательная, технология начинает проникать в медицинскую сферу. Цифровые контактные линзы от Google корректируют курс лечения диабета через измерение уровня глюкозы в слезных протоках. Разработка Microsoft Hololens (использование AR во время операций) уже проходит тестирование в Германии. Получаемые через сканирование данные проецируются на очки хирургу, так что доктор буквально может смотреть сквозь тело пациента, видеть кровеносные сосуды перед началом разреза, определять плотность и структуру ткани. Как дополнительное улучшение можно использовать интеллектуальные инструменты: например, хирургический нож iKnife от Imperial College работает как световой меч джедаев. Электрический ток позволяет делать надрезы с минимальной потерей крови, а испаренный дым анализируется масспектрометром в режиме реального времени, давая хирургу полную картину по составу тканей организма.
Еще одна сфера применения AR – программы медицинского обучения. В 2016 году доктор Шафи Ахмед провела первую операцию с использованием камер виртуальной реальности в больнице Royal London. Каждый желающий мог наблюдать за ней в режиме реального времени через две камеры, дающие обзор в 360 градусов. Технологии могут совершенно изменить форматы профильного образования: молодые медики будут изучать анатомию на виртуальных таблицах рассечения, а не на человеческих трупах, а сотни учебных томов будут преобразованы в виртуальные 3D-решения и модели с использованием дополненной реальности. Именно в этом направлении сейчас работают такие компании, как Anatomage, ImageVis3D и 4DAnatomy: интерактивный софт, построенный на дополненной реальности и моделировании ресурсов.
Забота о пациентах и медицинский суперкомпьютер
Источник