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新一代醫療裝置利用無線通訊、複雜的軟體和資料中心驅動的“雲”計算,有望以以往僅限於高階病房的方式提供醫療保健。
這些進步,從可食用的感測器到無線心臟監護儀,再到模仿醫生動作的機器人手臂,預示著在消費者強烈要求更負擔得起的醫療保健之際,成本將急劇下降。透過無線感測器進行全天候跟蹤,結合先進的生物化學和原始的遠端計算能力,將症狀資料與可能的原因進行挖掘和匹配,可以幫助醫生們協同工作,以便無論身在何處,都能更快、更準確地做出診斷。
“這些發展概括了許多學科的科學家和技術人員的工作,”發明家、劍橋大學-麻省理工學院研究所諮詢委員會前主席戈登·埃奇說。“這是電子學、計算機、基礎化學和微生物學結合的成果。”
智慧藥丸
沒有哪項進步比智慧藥丸更能反映這種創造性的合作,智慧藥丸是指在攝入後傳送訊號並傳遞生命體徵資訊的含有感測器的藥丸。在3月份由《經濟學人》在加州伯克利舉辦的創新會議上,Proteus Biomedical公司因其製造智慧藥丸產品所使用的非常規材料而被特別點名。
這家位於加州雷德伍德城的公司將由食物中的材料製成的感測器(包括銅、鎂和矽(蘋果和芹菜中含有微量))融入到現有藥物中,以確保吞嚥後安全消化,並透過用容易獲得的礦物質代替更昂貴的單純矽來降低成本。Proteus表示,當大批次生產時,其嵌入藥丸中的可食用感測器只會使該藥丸的成本增加幾分錢。該公司瞄準心血管、糖尿病、肺結核和精神疾病領域的藥物。目前,其感測器可以與許多診斷領域的藥丸配對。(由於這是一個新市場,因此沒有可比藥丸的額外成本資料。)
該感測器的目的是透過在吞嚥藥丸後傳回關鍵資訊來監測依從性並跟蹤治療疾病的進展。Proteus的感測器會發送低功率訊號,該訊號由這些礦物質與胃液混合而觸發,傳送到皮膚上放置的創可貼式微電子接收器。然後,接收器將有關藥丸的資訊加上時間和日期標記,並透過電子郵件或簡訊即時將活動(跟蹤睡眠模式、姿勢或跌倒)以及心率和呼吸頻率讀數傳送迴護理人員。
透過確保患者按處方服藥,醫生們希望提高藥物的療效。該技術還旨在警告護理人員,如果患者在漏服劑量後健康或行為惡化。Gartner分析師韋斯·里舍爾研究醫療保健機構和醫院的技術,他說,跟蹤這些所謂的智慧藥丸對重要身體功能的影響將有助於醫生完善他們的化學性質。“人們對不同的藥物反應不同,”他補充道。“如果你能即時對身體對藥物的反應做出反應,你就能更快地確定正確的劑量。”
“我們有興趣確定患者的睡眠模式,”紐約州格倫奧克斯市扎克山醫院精神分裂症研究負責人約翰·凱恩說。正在進行Proteus資助的試點研究的凱恩說,“對於某些精神疾病,睡眠模式的改變是疾病正在加速的早期跡象。”
Proteus的Raisin智慧藥丸(實際上只有一粒沙子那麼大)正處於後期開發階段,獲得了瑞士製藥巨頭諾華公司和總部位於明尼阿波利斯的醫療技術製造商美敦力公司的支援。據《金融時報》9月份報道,諾華的研究表明,患者在攝入混合藥丸後的六個月內,藥物依從率從30%躍升至80%。
《新英格蘭醫學雜誌》4月7日發表的一篇文章指出,這種智慧藥物還將解決另一個問題——多達一半的患者根本不遵循服藥說明。這相當於每年大約1000億美元的本可避免的住院費用。
“我們被期望管理自己的健康,但沒有內部的速度表或燃料表,” Proteus聯合創始人安德魯·湯普森在《經濟學人》創新會議上說。“我們將感測器連線到手機以獲得反饋。”
近在咫尺的心跳
心臟監測裝置在幾十年前就已問世,可以診斷心跳過慢、過快或漏跳,並透過電線傳輸資訊。此類裝置通常使用起來很麻煩且不方便,因此患者經常撕下連線在身上的電線或在淋浴或睡覺時拋棄它們所束縛的大盒子。這種不規則的使用意味著醫生有時會錯過可能讓他們診斷出紊亂並從而挽救生命的跡象。
作為對此的潛在解決方案,總部位於聖何塞的Corventis公司開發了一種可透過無線技術進行通訊的防水心臟監測裝置。Avivo由一個像創可貼一樣粘在胸部的可拋棄式感測器和一個手機大小的接收器組成。該感測器使用藍牙技術將有關姿勢、活動、液體狀態以及心率和呼吸頻率的穩定資料流傳送到接收器。然後,該資訊透過蜂窩網路轉發到Corventis的伺服器,由心電圖技術人員分析演算法和資料。然後將報告發布在Corventis的安全網站上,供護理人員訪問,或透過電子郵件、傳真或電話轉發給他們,以便他們立即對異常訊號做出反應。
諮詢公司埃森哲醫療保健部門的高階主管湯姆·希瑟林頓說:“有史以來第一次,無處不在的無線基礎設施允許您將訊號從某人身上或體內傳送到安全可靠的基於雲的計算機。如果沒有網路,您就無法遠端擴充套件或執行操作。基礎設施是催化劑。” Avivo在美國、歐洲、印度、中東和新加坡均有銷售。
擴音外科醫生
機器人外科裝置在過去十年中一直可用,以幫助外科醫生在狹窄的地方精確工作,但它通常過於昂貴,無法在大多數手術中使用。隨著公司開發出具有穩定手的自動化裝置,以幫助外科醫生滿足非手術需求,例如在手術期間將燈、攝像頭和望遠鏡固定在正確的位置,機器人可能很快會在手術室中發揮更重要的作用。
例如,英國公司Prosurgics Limited製造的Freehand腹腔鏡攝像頭控制器將工業機器人的技術應用於微創手術,包括子宮切除術以及腎臟和膽囊的切除。外科醫生佩戴一個類似於登山者頭燈的感測器,並透過頭部運動和腳踏板控制機器人手臂。
Freehand的售價約為20000美元,僅為複雜的機器人外科醫生(包括直覺外科的操縱桿控制的達芬奇手術系統機器人)的一小部分,後者於1999年首次亮相。達芬奇為外科醫生提供了控制三隻機器人手(用於攝像頭和器械)的能力,這些機器人手可以透過光學和成像進行精確的“鎖孔”切口並執行復雜的手術。缺點是該系統的價格超過一百萬美元。
Freehand表示,由於其手臂不進入體內,而是協助使用手術器械以外的工具,因此它是對達芬奇機器人等技術的補充,而不是競爭產品,並且不會面臨同樣的障礙。“Freehand應該在支援外科醫生的工作、技術和角色的新興機器人市場中具有潛在的吸引力,”目前是倫敦城市大學工程和數學科學教授,也是Freehand的早期投資者之一的埃奇說。