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“远程诊断”坐在家里就能看病?“微型飞船”遨游人体消灭病菌?“神奇之眼”帮助盲人重见光明?随着科技的发展,科幻小说中的这些场景与现实之间的距离正在慢慢变小。过去几年,科学家开发出了一系列新设备,用以保护和改善人类健康。先进的医疗技术和复杂的数据分析手段,正在突破传统医学的局限,从医院和实验室走进人们的日常生活。
本期小编为读者准备了几项最有前景的新技术,涵盖个人化基因技术、人工视力、植入式健康仪器、智能健康手机等领域。这些听上去玄幻无比的技术,并不是每一个都离我们遥不可及,相反,它们不仅会在疾病治疗,而且在疾病预防上都将扮演更重要的角色。也许未来医生再也不用一直给病人开处方药,患者们依靠相应的设备,足不出户就可以治好自己的病。
人工视力:
电子生化眼助盲人重见光明
芬兰人特霍患有色素性视网膜炎,这种遗传病破坏了视网膜上的感光细胞,进入中年后不久,他就完全失去了视力。几年前,德国图宾根大学的研究人员将一块芯片植入特霍的视网膜。这块芯片替代了视网膜损坏的感光细胞(即视杆细胞和视锥细胞)。芯片上有1500个小方块,每个小方块都含有一个光电二极管、放大器和电极。当光线照在一个光电二极管上时,就会产生微弱的电流,经过放大器增强后,传送到电极上,刺激附近的双极细胞产生信号,再通过视神经传送到大脑。照射在光电二极管上的光线越多,产生的电流就越强。
植入视网膜的芯片为特霍打开了一扇面向世界的窗户,让他可以看见约1米外一张A4打印纸大小的范围。通过这扇窗户,特霍可以分辨出人和物体的基本外形和轮廓,尤其是在明暗反差强烈的时候。这戏剧性地改变了特霍与这个世界互动的方式,他10年来第一次能够看见和辨认一些物体,比如餐具和水果,读出大字体印刷的字母,认出自己的亲人。
此后,研究人员不断进步,让植入芯片变得更安全和轻便。最新的芯片是无线的,到目前为止已经移植到了10个人的眼睛内。病人还可以自行调节视野的亮度和对比度。
个人基因全测序:
每个人可享受独一无二的针对治疗
基因时代已经到来,从基因组学角度实现传统医学的转化,将有望使个体化医学用于疾病预防和治疗的不同阶段。25年前,当人类基因组计划刚启动时,人们认为这项解读“人体构成说明书”的工程,要数百台测序仪、耗资30亿美元和15年的时间才能完成。2003年,第一套人类基因组序列的测序工作顺利完成,但这项重大科学成果还只是一套粗略的草图,其中还有巨大的空白需要填补。
时间飞逝,2012年1月,美国拉斯维加斯消费电子产品展,在琳琅满目的赌博机和平板电视之中,最吸引人眼球的是一款基因测序仪,这台白色的电器跟打印机大小相仿。它能在几小时之内,以1000美元的价格完成一个人的全基因组测序。随着这样的平价基因测序仪走向市场,行业观察家们预测,对普通人进行综合遗传检测的时代已经来临。
日前,美国贝勒人类基因组测序中心和有关机构联合一份报告称,贝勒大学医学院的研究人员及专家通过对一对双胞胎和他们的哥哥、父母的全基因组测序并进行对比分析,找到了引起这对双胞胎患有多巴反应性肌张力障碍疾病的突变基因,从而使医生能够对他们的病症进行针对性的治疗,并取得了良好的效果。贝勒人类基因组测序中心主任Richard Gibbs博士说:“我们有能力利用全基因组测序造福患者,这是一个巨大的进步。”
从大洋彼岸传来的全基因组测序治疗疾病成功的案例,让我们激动万分,更让千万患有疑难杂症的患者看到了希望。全基因组测序为未来个体化医疗指明了方向。
癌症早期检测:
纳米颗粒让癌细胞无处可遁
一些微小的颗粒可能会解决医学上的一个重大问题。这些所谓的纳米颗粒,直径只有几纳米(一纳米为十亿分之一米),500个这样大小的颗粒排列在一起,才有一根头发丝那么宽。科学家正在对它们进行改造,希望用它们完成多种任务:将药物输送到人体的特定部位,获取更清晰的器官影像……现在,它们又多了一种用途,科学家想用这些微小颗粒来探测癌细胞,不论它们藏在哪里。
目前,只有当肿瘤大到在扫描图上看得见时,常用的成像工具才能检测到它们。而纳米颗粒,则可以在一个由1000万个正常细胞组成的样本中发现单个癌细胞。纳米颗粒还可以帮助医生区分肿瘤是在恶性生长,还是进行性炎症,或是良性病灶。理论上,通过这项技术,医生还可以知晓癌症生长的速度,应该采取怎么样的治疗措施。
科学家还想制造一些特殊的纳米颗粒来执行多重任务,比如能在磁共振成像、正电子发射断层扫描等检测过程中显示肿瘤,乃至输送药物。有了这样的纳米颗粒,医生就可以确认,药物是不是到达了应该到达的位置,效果怎样。
智能型可植入设备:
轻薄柔韧更高效的人体助手
生物医学工程师正在研发小型的、可植入的监测设备,以便为医生提供更多的信息,帮助他们决定怎样才能给心脏病、糖尿病等慢性病患者提供最好的治疗。植入式设备可以从人体关键部位或血液中,以无线方式向体外接收设备发送数据。现在,科学家正在开发针对两种最常见疾病的设备:
一款名为“天使医疗卫士”的监护设备,大概有心脏起搏器那么大,可以监测心跳。对那些不久前发作过心脏病,但不需要植入起搏器或者除颤器的患者,该设备可以监测异常心跳,比如骤然加速或不规律跳动。如果仪器探测到心脏病即将发作,它会震动,外接的寻呼机随之会发出声音,提醒病人寻求帮助。
植入式新型葡萄糖传感器。这种设备可以持续监测患者的皮下葡萄糖水平,从而反映血糖浓度。因此,相比指尖采血的监测方式,该设备得到更精确、更完整的信息,用以指导胰岛素的注射剂量和时间。由于这种传感器是植入的,也不需要如同对待目前常用的体外监测设备一样,时时去维护。
精神疾病血液检测:
让精神病人不再苦恼
上世纪90年代起,英国研究人员就开始从死去的精神分裂症患者的大脑中搜集脑组织。他们从样品中发现了至少50种蛋白质的含量高于或低于健康人。2006年,在活着的精神分裂症患者的脑脊液和血液中,科学家也发现了相似的生物化学差异。通过检测51种蛋白质和其他化合物在血液中的浓度,能以80%的准确率区分精神分裂症患者和健康人。
在此基础上,研究人员开发了一种精神分裂症血液检测设备,可对上述51种标志性蛋白质进行检测。尽管这种设备还没有得到美国食品及药品管理局的审批,但精神科医生已经将其作为一种参考。
精神科医生们认可这些设备能鉴别精神分裂症与药源性精神错乱,他们还认为,这些设备能让抑郁症患者接受自己患病且需要治疗的事实。
社交健康网络:
享受无微不至的健康呵护
社区健康网络能影响一个人的行为和生活。比如你将你最近的体重通过网络展示给你的好友们,得到赞同或者质疑以后,你也会相应地感觉到欢喜或者压力。目前,通过网络也能了解一个人的健康情况。
微博时代,我们总是乐于和朋友们分享近况,当然包括健康情况在内。在以病友互助为主题的社区网站上,从小小的偏头疼到葛雷克氏症,都会发现有相似经历的病人成为病友,他们交流的信息可能就是医学临床实验不可或缺的瑰宝。
目前,美国Genomera公司试图收集这种低成本的网络医学信息用于解决实际医疗问题,即通过对网络信息的采集分析从而开发新应用。对医院内患者或者网络上的患者们信息的收集能够加快网络医学相关应用的研发。比如你可以快速地查询到某种病所有患者是否都含有相同的某种基因或者服用同一种药物,从而判定这种药物对他们是否有效等等。
移动电话监视系统:
永远的健康守护神
基于手机的医疗应用软件的开发非常有前景,手机不仅能用于记录使用者曾经的医疗记录,而且可以应用于某些身体指标的测量上。比如一种称作Alivecor心率检测助手的软件可以随时检测使用者的心率变化情况,并将数据发送给心脏病专家随时用于分析。其他设备比如耳镜、血糖测试仪也已经开始着手向手机软件的应用转化。
这些用于检测自身健康情况的仪器,比如Fitbit(动作监测感应器)、JawboneUp(一种便携式腕表,用于跟踪用户的日常活动、睡眠情况和饮食习惯)和其他医学小仪器等等能将你平时的健康情况反馈给医院的医生们。相对那些自己记录的凌乱琐碎的回忆录来说,这些仪器所反映的真实情况能为医生们的诊断提供准确详细的信息。
大多数人都是直到胸痛或遇到可疑的肿块时才去就医,但当这类症状出现再采取措施往往为时已晚。为了尽早发现症状,需要连续不断地监测,而这项任务也可交给手机承担。事实上,手机连续不断发出的数据流,由健康监视系统实时接收并加以分析,有助于在症状初现时便作出诊断,从而避免病情恶化。移动器件也可以帮助医疗卫生机构发现并处理问题,以免小病拖成大病,增加治疗费用,增大治愈难度。理论上,这种永远处于开机状态的警报系统可以消除体内无数危及健康的定时炸弹,将治疗慢性疾病的开支减少75%,延长患者的寿命。
只要手机健康监视系统能发挥出潜力,它们就可以充当人类形影不离的健康卫士,在人们浑然不觉自己已身陷危险时悄悄地保护他们。
三维打印技术:
断肢重生不再是梦想
用打印机“打印”水杯、小提琴、首饰甚至汽车和飞机,这不是异想天开,而是已经可以轻松实现的技术。
近二十年来,三维打印技术在一些发达国家兴起。专家认为,这种技术代表制造业发展新趋势,它和其他一些数字化生产模式的涌现,将推动实现第三次工业革命。三维打印技术不是一门新技术,但目前也是才刚刚用于医学方面。比如,我们可以为在某次事故中不幸失去一条腿的患者进行身体的三围扫描,从而为他设计出一个大小肤色都匹配的假腿出来。三维打印技术目前与发展快速干细胞与再生医学方向有交叉应用的趋势,未来我们也许可以通过这些交叉学科的结合创造一个“肢体零件文库”出来,一个存有从最简单的组织到人体器官模型的数据库。
据国外媒体报道,在不久的将来外科医生们或许就可以在手术中现场利用打印设备打印出各种尺寸的骨骼用于临床使用。这种神奇的3D打印机现在已经被制造出来了,而用于替代真的人体骨骼的打印材料则正在紧锣密鼓的测试之中。
在实验室测试中,这种骨骼替代打印材料已经被证明可以支持人体骨骼细胞在其中生长,并且其有效性也已经在老鼠和兔子身上得到了验证。未来数年内,打印出的质量更好的骨骼替代品或将帮助外科手术医师进行骨骼损伤的修复,用于牙医诊所,甚至帮助骨质疏松症患者恢复健康。
远程影像会诊:
缓解医院就诊压力
节日期间,亲朋好友聚会、单位年终表彰等活动频繁,人们免不了聚餐热闹一番。然而随着人们生活水平的提高,饮食日益丰富和多元化,餐桌上大鱼大肉多了,健康饮食的问题也凸显出来。长假经常“歇”出问题,因为疾病不会“放假”,患者看病扎堆成了节日里医院和患者都最为头疼的事情。
为缓解就医看病难的问题,远程会诊、远程教育、远程监护、远程手术指导和远程信息共享成为了各大医院争相关注的焦点。医疗的信息化、多层次、全方位、方便、快速,已经成为医疗行业日益增长的需求,放眼未来,远程医疗将会成为医疗机构重要的不可或缺的组成部分。
V2视频会议远程影像会诊系统包括交互式远程会诊项目、远程专家系统、远程监护系统、视频会议系统、远程数字资源共享系统等,V2视频会议远程影像会诊系统能够克服空间障碍,让顶尖的医学专家“身临其境”般进行会诊指导。
此外,病人欲申请远程专家门诊时,可提出申请,预约挂号后,由专业技术人员将病人的临床资料进行总结并传输到上级远程医学中心,上级医院专家通过视频看过病人并审阅病人资料后做出诊断和治疗方案,然后传输回来。远程专家门诊在患者和医学专家之间建立起了全新的联系,使患者不出家门便可直接得到国内知名专家的诊治。
在“信息化”高速发展的时代,建立医院专家“网上会诊”系统,可以实现各地医院之间资源共享,缓解医疗资源地区分布不均衡的结构性矛盾,优化医疗网络,提高医疗效率,降低医疗成本,创新医疗模式。对于患者来说,远程影像会诊能够让他们及时诊断病情,享受到疑难杂症随时看“专家门诊”的待遇,同时还能避免因四处求医而浪费大量财力、物力,有效解决“看病难,看病贵”的问题。
在这个世界上,没有谁的想法是独一无二的,一个“梦想”的成功不是靠一个独一无二的想法,而是靠背后的坚持和努力。但我们相信,随着社会的不断发展,在不远的将来,每个人都会轻松享有健康的权利,各式各样曾经困扰我们的疾病将会被慢慢攻克,而我们会慢慢见证这历史性的转变。
没有任何一个领域像医疗健康那样与我们的生活休戚相关。回望过去,越来越多的新技术已然造福平民百姓;展望未来,迎接我们的又将是怎样的美好景象?
神奇的未来医学:
据美国《大众科学》杂志报道,在未来一二十年内,科学将提高人类各器官的能力,从而使之成为一个真正的“超人”。这是现代医学的一个历史转折点:未来,医学不仅是治病,而是为人创造新的超能力。下面我们盘点一下医学将带给我们的超能力:
万能人脑
美国布朗大学的研究人员称在15年内,人类可以通过在大脑中植入一枚芯片,直接操作电脑,无需用鼠标、键盘输入指令。芯片接收了大脑神经的指令信号后,还能通过无线传递,将信息送到电视、音响、电动轮椅等电器上。
小编点评:
这条其实不太好。表面上看大脑可以指挥各种设备,但同时也意味着各种设备可以控制大脑。现在电脑给入侵,大不了是重新启动,如果是人脑,难道还能reset不成?要么,把防火墙套在脑袋上,做成一顶帽子?
万能听觉
科学家称,预计10年内,耳聋者通过在内耳植入含有化学物质和小电极的激活器,就可以激活受损的听觉神经细胞,恢复听力。同时,预计这项技术将大大提高间谍人员的听力。
小编点评:
盲人和耳聋,今天我们都知道这不单单是眼睛、耳朵的问题,特别是先天性的耳聋、失明,大脑缺乏处理能力(大脑安装操作系统时没装这个驱动模块)是导致其发生的最重要的原因之一。因此,如果新生儿在两个星期内没有感觉光刺激,这辈子失明就注定的。而电子设备代替失效的神经线路是可能的,虽然难,却不会刺激神经细胞的生长。据说,生成新的神经细胞,最好是使用干细胞。
万能心脏
想拥有一颗怎么也坏不了的心脏的人要注意了,因为在15年后,一种用心脏细胞制成的胶布即将问世。只要把它贴在损伤部位,就能缝合心脏上的裂口,并与其他部位一起跳动。
小编点评:
这条不是幻想,实际上它即将进入临床试用。在这以前,心脏受伤是不可逆的。它通常会在心壁 (一般是左心室)留下一个坏死区。随着心脏的搏动,坏死区会逐渐扩大,坏死的细胞会被巨噬细胞分解,导致心壁越来越薄,最后心包破裂,引起二度心衰死亡――除了换心,别无他途;而换心则面临免疫反应,病人一般难以活到第二年。新的疗法是干细胞,但干细胞放在别的地方都能生长,偏偏在心脏上就长不起来,原因是因为心脏的搏动使干细胞没有稳定生长的地方。“创可贴”疗法是使用一种硅胶填补在心脏受损区域,干细胞附着在硅胶框架上(基质结构,base infrastruture)生长成新的心脏细胞,从而治疗了心衰。
万能肢体
美国南加利福尼亚州大学的研究人员称,目前他们正在研制一个只有16毫米长的生物电池,将其植入人体后,人只要启动电池,就能刺激肌肉,使原本软弱无力的双腿变得强劲有力。
小编点评:
我们可以把他称为机电生物人,生物上是人,但结合大量的机电构件,电影里叫铁甲威龙,大概是同样的东西。不过,刺激肌肉生长比代替肌肉功能难得多,电子设备实现肌肉的精细灵活更是不可能的――生物体是最完美的,电子永远不能企及。
万能呼吸
10年之内,第一个真正的人工肺就能植入人体。它用可透气的人造纤维制成,靠安装在臀部的肺泵吸入氧气,通过纤维管道送入血液。纤维吸收人体产生的二氧化碳后,将之送到肺泵排出。几乎同时问世的人工肾则是安装在血管中,当血液流过人工肾时,细胞组织就会吸收血液中的营养物质,滤出废弃物质。
小编点评:
如果这东西真的管用,倒可以让人下水玩儿不用背个氧气筒!
万能皮肤
据科学家称,很快,欧美的男士和女士们只需在皮肤下植入一个小药囊,其中的药物被释放出来后,他们的皮肤就会变得黝黑,而且还没有患皮肤癌的风险。
小编点评:
呵呵,这在中国的销路肯定不好,中国人喜欢:“夏仁莲美白润肤霜,呵护您的肌肤”。