Главная   |  Новости   |  7 трендов медицины будущего

7 трендов медицины будущего

16 мая 2017

 

Нам посчастливилось жить в увлекательное время, когда наука и техника развиваются стремительными темпами и мир меняется прямо на наших глазах. Мы выбрали 7 многообещающих технологий и трендов, которые могут определить облик медицины будущего. 

ДОПОЛНЕННАЯ РЕАЛЬНОСТЬ 

Дополненная реальность (augmented reality) – это не только покоривший мир Pokemon GO, но и технология, накладывающая на изображение окружающей действительности цифровую информацию. Компьютерное устройство (планшет, смартфон или инновационный гаджет) транслирует изображение физического мира в режиме реального времени и дополняет его звуками, видео, графикой, данными GPS-навигатора – всеми необходимыми сведениями.  

В отличие от виртуальной реальности, дополненная позволяет не терять связь с окружающим миром и оперативно обеспечивает пользователя информацией, нужной для решения стоящей перед ним проблемы.  

Как это использовать в медицине? Google Glass может стать подспорьем оперирующему хирургу, как уже было доказано Рафаэлем Гроссманом, который первым в мире выполнил операцию при помощи «умных очков». Гроссман уверен, что инновации очень скоро сократят информационный разрыв между поставщиком медицинских услуг и пациентом, снизят число врачебных ошибок и затраты на лечение, помогут построить более совершенную систему здравоохранения.  

Гарнитура Microsoft Hololens также проецирует виртуальное изображение на то, что мы видим. Разработанный в первую очередь для игр гаджет может найти применение и в медицине: приложение HoloAnatomy, созданное в сотрудничестве с Case Western Reserve University, позволит студентам изучать анатомию на 3D-модели человеческого тела, а хирургам – видеть проекцию кровеносных сосудов и скелета "сквозь" ткани.

Благодаря дополненной реальности пациенты смогут точнее описывать свои симптомы, например, офтальмологам придёт на помощь приложение EyeDecide. Оно симулирует влияние того или иного состояния или дефекта на зрение. Вместо того чтобы объяснять, как проявляется катаракта или макулодистрофия, врач наглядно демонстрирует их действие с помощью EyeDecide. Пациент может сравнить свои ощущения с симуляцией и точнее определить свои симптомы и их выраженность. 

augmented-reality-1957411_960_720.jpg

Ручной сканер AccuVein проецирует на кожу пациентов, нуждающихся в инъекции, расположение вен. Устройство было использовано в более 10 млн случаев – и оказалось, что с его помощью вероятность попадания в вену с первого укола возрастает в 3,5 раза! 

НЕЙРОКОМПЬЮТЕРНЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ 

Многим запомнился научно-фантастический фильм «Тихоокеанский рубеж», в котором герои управляли огромными боевыми роботами при помощи нейрокомпьютерного интерфейса – системы, позволяющей мозгу обмениваться информацией с компьютером или другим устройством. В реальности нейроинтерфейсы вряд ли спасут человечество от вторжения кайдзю, но помогут многим парализованным пациентам. 

Различные формы паралича могут быть вызваны травмой или заболеванием центральной нервной системы – например, боковым амиотрофическим склерозом (БАС), от которого страдает Стивен Хокинг. Синдром «запертого человека» (locked-in syndrome) выражается в полном параличе практически всех произвольно сокращающихся мышц (за исключением глазных) и может быть даже перепутан с комой – с трагическими последствиями для пациента. Наладить контакт с парализованным помогают нейрокомпьютерные интерфейсы. В исследовании под руководством Нильса Бирбаумера устройство, основанное на функциональной спектроскопии в ближней инфракрасной области (fNIRS), измеряет уровень кислорода в крови и электрическую активность мозга. Разница в этих показателях позволяет получить ответы «да» или «нет» на вопросы, заданные пациенту. 

artificial-intelligence-2228610_960_720.jpg

Другие устройства помогают печатать, заходить в Интернет и даже двигать механической конечностью силой мысли. Например, в ходе эксперимента Case Western Research University два крошечных электрода были имплантированы в моторную кору мозга Билла Кохевара, парализованного ниже шеи из-за травмы. После того как он научился двигать виртуальной рукой на экране компьютера, в его правую руку вживили 36 электродов, контролирующих движения предплечья, локтя, ладони, плеча и запястья. Теперь, стоит Кохевару подумать о движении рукой, сигналы моторной коры декодируются нейрокомпьютерным интерфейсом и превращаются в команды для движений. Эти команды, в свою очередь, преобразуются в паттерны электрических импульсов системой Functional Electrical Stimulation (FES), расположенной в руке. Импульсы передаются в электроды, которые стимулируют мускулы. Система позволила мужчине брать и поднимать вещи, просто отдавая своему телу мысленную команду – не так уж отличается от того, что мы воспринимаем как должное!  

В конце марта Илон Маск объявил о запуске компании Neuralink, которая должна совершить прорыв в сфере нейроинтерфейсов, связать мозг и компьютер, обезопасить будущее человека в наступающую эру сингулярности и даже сделать телепатию возможной. 

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ 

Несмотря на обоснованные опасения Илона Маска и Ника Бострома, искусственный интеллект может кардинально улучшить качество жизни человека. В частности, суперкомпьютер IBM Watson имеет огромный потенциал во многих областях, и медицина – не исключение. Эта уникальная когнитивная система распознает естественный язык со всеми его неточностями, двусмысленностью и метафоричностью, за считанные секунды обрабатывает огромные объемы информации и находит подходящий ответ. Превосходство искусственного интеллекта над когнитивными способностями человека было продемонстрировано громкой победой Уотсона над мировыми рекордсменами в телевикторине Jeopardy. Суперкомпьютер поможет врачам ставить быстрые и точные диагнозы и принимать решения – ведь, в отличие от человека, он способен прочитать 40 миллионов научных публикаций за 15 секунд и подобрать индивидуальный курс лечения на их основе! 

Snimok-ekrana-2017-05-16-v-12.20.08.png

Корпорация Atomwise использует искусственный интеллект для разработки новых лекарств. По данным Tufts Center for the Study of Drug Development, в среднем на выведение на рынок нового препарата требуется 12 лет и 2,6 млрд долларов. Помощь искусственного интеллекта существенно ускоряет процесс и сокращает традиционно высокие в фармацевтической промышленности расходы.

Молекулы образуют сложные структуры, которые взаимодействуют друг с другом как куски 3D-паззла, меняющие свои очертания в зависимости от температуры, солености, близости других молекул и прочих факторов. По словам главы компании Авраама Хайфетса, понимать, как молекулы будут взаимодействовать, – все равно что настраивать радио на нужную волну с помощью миллионов рычагов. Компьютерная обработка информации может стать решением этой сложнейшей проблемы. Глубокая нейронная сеть AtomNet использует специальный алгоритм, чтобы обработать тысячи молекулярных структур и подобрать наиболее подходящие комбинации. За последние два года ей удалось найти потенциальные препараты для лечения 27 заболеваний. 

Британская компания DeepMind знаменита программой AlphaGo, которая стала важной вехой в истории искусственного интеллекта, победив чемпиона по настольной игре Го в марте 2016 года. Подразделение DeepMind Health занимается искусственным интеллектом в сфере здравоохранения в сотрудничестве с Национальной службой здравоохранения Великобритании. Эта система используется, чтобы аккумулировать медицинские данные и делать работу медицинских сервисов быстрее и удобнее. Врачам предоставляется техническая экспертиза, которая упрощает диагностику, совершенствует технологию ухода за пациентом и уменьшает вероятность врачебных ошибок. Пациент получает доступ к информации и может принимать более активное участие в своем лечении. Также компания разрабатывает электронные инструменты, упрощающие работу врача, например, простое приложение для смартфона помогает более точно диагностировать острую почечную недостаточность. 

РОБОТЫ-ПОМОЩНИКИ 

Благодаря стремительному развитию робототехники и соответствующей индустрии роботы давно перестали быть чем-то из области фантастики и вошли в нашу повседневную жизнь.  

Робот da Vinci стал одним из пионеров роботизированной хирургии и в настоящее время используется в нескольких сотнях клиник по всему миру. Хирург управляет исполнительным устройством в виде четырехрукого робота-манипулятора, одна из «рук» которого держит видеокамеру, передающую изображение оперируемого участка, две другие в режиме реального времени воспроизводят совершаемые хирургом движения, а четвёртая – ассистирует.

Старение популяции Земли делает неминуемым внедрение роботов-помощников в госпитали и дома престарелых. Похожие на огромных медвежат RIBA (Robot for Interactive Body Assistance) и его последователь ROBEAR с помощью высокоточных тактильных сенсоров помогают пациентам перебираться из кровати в кресло-каталку, вставать и переворачиваться. Учитывая, что медицинскому персоналу приходится выполнять эту процедуру в среднем около 40 раз в день, что требует значительных физических усилий и сказывается на здоровье, такие роботы станут настоящим спасением! 

 

Еще один помощник, робот TUG, создан для транспортировки лекарств, экспериментальных образцов, приборов и других объектов, требующих бережного обращения. К тому же он может развозить обеды и постельное белье, выносить мусор и переносить до 453 кг груза, выполняя за человека задачи, которые в среднестатистическом госпитале составляют маршрут в 85 км ежедневно! 

КЛИНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ IN SILICO 

Перейти от продолжительных и дорогостоящих клинических испытаний in vitro и in vivo к компьютерной симуляции, воспроизводящей работу человеческих клеток, органов или целых физиологических систем – явно выигрышный сценарий. Лекарства и их компоненты можно испытывать на таких моделях без ограничений, что позволит получать более быстрые и точные результаты. Например, инициатива Virtual Physiological Human стремится достичь более персонифицированного подхода к каждому пациенту, используя в симуляции индивидуальные биомедицинские данные и подбирая эффективное лечение. Многие эксперты верят, что эта технология произведет революцию в сфере клинических испытаний и полностью заменит тестирование на животных. 

3D-ПЕЧАТЬ 

В 2013 году полугодовалому Кайба Джионфриддо, страдающему трахеобронхомаляцией – врожденным дефектом дыхательных путей – распечатали "каркас" для слабого бронха. Благодаря этому «корсету» из биоразлагаемого полимера бронх держит форму и мальчик может дышать. На примере Кайба хорошо видны преимущества 3D-биопринтинга, который позволяет создать имплантат, идеально подходящий конкретному пациенту. Также с помощью 3D-принтера можно напечатать макет нужной части тела для подготовки к операции, зубы и кости, протезы конечностей, кровеносные сосуды, синтетическую кожу и даже лекарства. В выступлении на конференции TED Global 2012 Ли Кронин, химик из Университета Глазго, описал 3D-принтер, способный собирать простые молекулы из набора реактивов – "химических чернил" – по сохраненному в компьютере шаблону. Когда-нибудь рутинным мероприятием будет зайти в онлайн-аптеку с электронным рецептом, приобрести необходимый шаблон и "химические чернила" – и распечатать лекарство прямо у себя дома. Конечно, это потребует серьёзных механизмов контроля, ведь теоретически возможно будет распечатать и наркотики, и взрывоопасные вещества. Но нельзя не признать, что 3D-печать преобразует фармацевтическую промышленность, решит проблему органов для трансплантации и сделает протезирование более доступным и совершенным. 

Snimok-ekrana-2017-05-16-v-12.26.12.png

PATIENT EMPOWERMENT 

Наконец, еще один важный тренд, который также связан с развитием технологий – patient empowerment, по определению ВОЗ – «процесс, через который человек обретает больший контроль над решениями и действиями, влияющими на его здоровье». 

Исследования показывают, что пациенты, лучше информированные о своем здоровье и принимающие активное участие в планировании курса лечения, эффективнее справляются с заболеванием, чем те, кто оставляет решения за врачом и играет роль пассивного наблюдателя. 

В этой статье мы увидели, как научно-технический прогресс расширяет возможности человека. Больше становится и способов заботы о своем здоровье. Многие методы диагностики уже доступны не только в медицинском учреждении, но даже дома. Портативные ЭКГ-аппараты позволяют следить за работой сердца, умные гаджеты контролируют уровень холестерина в крови. Даже обычный фитнес-браслет может предупредить о серьезной болезни.  

Snimok-ekrana-2017-05-16-v-12.28.12.png

В будущем развитие технологий позволит пациентам вести более полноценную и независимую жизнь, получать актуальные сведения о своем здоровье и принимать информированные решения. И это не в меньшей степени изменит общество и медицину, чем возможность поднять механическую руку силой мысли, обсудить свое самочувствие с компьютером или распечатать новое сердце. 

 Фото: huffingtonpost.co.uk, flickr.com, pixabay.com

Автор: Виктория Позднякова