Nauka inspiruje science fiction, czy odwrotnie? W przypadku technologii medycznej stara, dobra seria Star Trek zainspirowała pokolenia naukowców na całym świecie. Niedawno dwa zespoły otrzymały nagrodę Qualcomm Tricorder X za opracowanie urządzeń podręcznych, które mogą diagnozować szereg chorób i sprawdzać objawy życiowe pacjenta bez inwazyjnych testów. Jako podstawę przyjęto medyczny „tricorder” z „Star Treka”.
W serii lekarz użył trikordera i jego wyjmowanego skanera, aby szybko zebrać dane pacjenta i od razu dowiedzieć się, co się z nim dzieje. Potrafił sprawdzać funkcje narządów i określać choroby lub ich przyczyny, a także zawierał dane o różnych formach obcego życia. Jak blisko jesteśmy stworzenia takiego urządzenia (zakładając, że nie musimy za jego pomocą analizować kosmitów)?
Głównym celem dwóch laureatów jest połączenie kilku technologii w jednym urządzeniu. Nie stworzyli jeszcze uniwersalnej maszyny typu „wszystko w jednym”, ale poczynili znaczne postępy.
Główny zwycięzca, DxtER, stworzony przez amerykańską firmę Basil Leaf Technologies, jest w rzeczywistości aplikacją na iPada opartą na sztucznej inteligencji. Wykorzystuje szereg nieinwazyjnych czujników, które można podłączyć do organizmu w celu gromadzenia danych dotyczących parametrów życiowych, chemii ciała i funkcji biologicznych. Podobna technologia tajwańskiej grupy Dynamical Biomarkers również łączy się ze smartfonem i kilkoma bezprzewodowymi ręcznymi modułami testowymi, które mogą analizować parametry życiowe, krew i mocz oraz objawy skórne.
Sędziowie stwierdzili, że oba urządzenia prawie spełniły kryteria dokładnego diagnozowania 13 chorób, w tym anemii, chorób płuc, cukrzycy, zapalenia płuc i infekcji dróg moczowych. Są to najbardziej udane działania, jakie widzieliśmy, wykorzystując wygodny, ujednolicony i przenośny system diagnostyczny.
Część sukcesu zawdzięczamy opracowaniu różnych technologii, które składają się na takie systemy typu „wszystko w jednym”, chociaż z pewnością przed nimi jeszcze długa droga. Być może najbardziej zaawansowane są mobilne urządzenia monitorujące parametry życiowe. Na przykład system ViSi Mobile może zdalnie monitorować wszystkie parametry życiowe, w tym ciśnienie krwi, tlen we krwi, tętno i aktywność elektryczną oraz temperaturę skóry. Wykorzystuje czujniki elektrokardiogramu (EKG) przymocowane do klatki piersiowej, czujnik ciśnienia w mankiecie na kciuk, oba przymocowane do zdejmowanej opaski, która przesyła wszystkie sygnały bezprzewodowo do komputera stacjonarnego lub urządzenia mobilnego z taką samą dokładnością jak konwencjonalny sprzęt do intensywnej terapii …
Wszystkie różne czujniki danych z takiego systemu muszą dostarczać znaczących danych - a to wymaga specjalnego oprogramowania. Oprogramowanie Airstrip Technologies może wyodrębniać informacje z setek różnych typów monitorów pacjentów i innego sprzętu, w tym dokumentacji medycznej, wyników skanowania, a nawet systemów powiadamiania, aby przedstawić pełny obraz zmian pacjenta w czasie rzeczywistym.
Technologia obrazowania do noszenia jest kolejnym istotnym elementem diagnostyki pacjenta i dostarczania odpowiednich informacji. Istnieją już miniaturowe sondy ultradźwiękowe USB, które można podłączyć bezpośrednio do smartfona w celu uzyskania natychmiastowych obrazów ultrasonograficznych. Dzięki jakości kamer mobilnych i możliwościom obrazowania technologie te staną się jeszcze lepsze w najbliższej przyszłości. Natychmiastowe zdjęcia rentgenowskie lub diagnostyka problemów skórnych dzięki uczeniu maszynowemu będą łatwo dostępne.
Film promocyjny:
Dane i diagnostyka
Samo obrazowanie i parametry życiowe nie wystarczą dla w pełni zautomatyzowanego urządzenia, które może stwierdzić, co jest nie tak z pacjentem. Najbardziej dojrzałą technologią, jaką mamy w tej dziedzinie, jest monitorowanie cukrzycy. Przenośne glukometry, które mogą badać kroplę krwi na papierze, można już połączyć z aplikacjami mobilnymi w celu oceny ciężkości stanu.
W międzyczasie opracowywane są całkowicie nieinwazyjne metody pomiaru glukozy, które nie wymagają przekłuwania palca w celu pobrania kropli krwi. Obejmują one analizę potu lub płynu śródmiąższowego znajdującego się kilka mikrometrów pod powierzchnią skóry (powyżej nerwów bólowych).
Kilka innowacyjnych firm na całym świecie koncentruje się na wykorzystaniu tych kieszonkowych systemów do diagnozowania innych chorób, w tym HIV, gruźlicy, infekcji bakteryjnych i chorób układu krążenia. Opierają się na kluczowej technologii mikroprzepływowej, która wykorzystuje specjalnie zaprojektowane mikroczipy do manipulowania niewielkimi ilościami płynu.
Powszechnie znany jako lab-on-a-chip, redukuje kompletny kliniczny system laboratoryjny do urządzenia o średnicy kilku centymetrów. Możesz pobrać próbkę, przygotować ją do badań (na przykład izolując bakterie z krwi) i określić, czy obecne są zarazki.
Chociaż poczyniono znaczne postępy w opracowywaniu cząstek i części trikordera, nadal pozostaje wiele do zrobienia, aby wszystko to w oddzielnym urządzeniu przenośnym. Wciąż istnieje wiele urządzeń do miniaturyzacji i pewne postępy w dziedzinie laptopów, aby mogły przetwarzać wszystkie informacje i dane potrzebne do uzyskania pełnego obrazu stanu zdrowia pacjenta. Potrzebny jest również rozwój głębszych funkcji diagnostycznych, takich jak laboratorium na chipie i przenośne systemy obrazowania, a także mniej inwazyjne metody testowania. Nie mamy jeszcze tricordera, ale z każdym dniem jest coraz bliżej.
ILYA KHEL