Насколько мы близки к созданию настоящего медицинского трикодера?

21 Июня 2017 в 10:30, Илья Хель 5 785 просмотров 8

Наука вдохновляет научную фантастику или наоборот? В случае медицинских технологий, старый добрый сериал «Звездный путь» (Star Trek) вдохновил не одно поколение исследователей по всему миру. Не так давно две команды были награждены премией Qualcomm Tricorder X Prize за разработку карманных устройств, которые могут диагностировать ряд заболеваний и проверять жизненно важные симптомы пациента без инвазивных тестов. За основу был взят медицинский «трикодер» из «Звездного пути».

В сериале врач использовал трикодер и его съемный сканер для быстрого сбора данных о пациенте и мгновенно понимал, что с ним не так. Он мог проверять функции органов и определять заболевания или их причины, а также содержал данные о различных формах инопланетной жизни. Насколько мы близки к созданию такого устройства (при условии, что нам не понадобится анализировать с его помощью инопланетян)?

Основная цель двух лауреатов — объединить несколько технологий в одном устройства. Они пока не создали универсальную машину «все-в-одном», но существенно продвинулись вперед.

Главный победитель DxtER, созданный американской фирмой Basil Leaf Technologies, на деле является приложением для iPad с искусственным интеллектом. Он использует ряд неинвазивных датчиков, которые могут быть прикреплены к телу для сбора данных о жизненно важных показателях, химическом составе тела и биологических функциях. Подобная технология от тайваньской Dynamical Biomarkers Group точно так же подключается к смартфону и нескольким беспроводным портативным тестовым модулям, которые могут анализировать жизненно важные показатели, кровь и мочу, а также кожные проявления.

Судьи сказали, что оба устройства почти достигли контрольных показателей для точной диагностики 13 заболеваний, включая анемию, заболевания легких, диабет, пневмонию и инфекцию мочевых путей. Это самые успешные усилия, которые мы видели, задействующие удобную, единую и портативную систему диагностики.

Часть успеха связана с разработкой различных технологий, которые составляют такие системы «все-в-одном», хотя им, конечно, еще предстоит пройти немалый путь. Возможно, самыми передовыми являются мобильные устройства для мониторинга жизненно важных функций. Например, ViSi Mobile System может удаленно мониторить все основные жизненные показатели, включая кровяное давление, кислород крови, сердечный ритм и электрическую активность, а также температуру кожи. Она использует датчики электрокардиограммы (ЭКГ), прикрепленные к груди, датчик давления в манжете на большом пальце руки, оба прикрепленные к съемному браслету, который передает все сигналы по беспроводной сети на десктопное или мобильное устройство с той же точностью, что и обычное оборудование интенсивной терапии.

Все разнообразные датчики данных из такой системы должны давать осмысленные данные — и для этого необходимо специальное программное обеспечение. ПО Airstrip Technologies может извлекать информацию из сотен различных типов мониторов пациентов и прочего оборудования, включая медицинские записи, результаты сканирования и даже системы уведомлений, чтобы нарисовать полную картину изменений состояния пациента в режиме реального времени.

Переносные технологии визуализации — это еще один элемент, необходимый для диагностики пациента и предоставления релевантной информации. Уже существуют миниатюрные ультразвуковые зонды с USB, которые можно подключать прямо к смартфону для производства мгновенных ультразвуковых снимков. С качеством мобильных камер и возможностями обработки изображений, эти технологии будут становиться только лучше в ближайшем будущем. Мгновенные рентгеновские снимки или диагноз проблем кожи с применением алгоритма машинного обучения станут вполне доступными.

Данные и диагностика

Одних снимков и информации о жизненных показателях недостаточно для полностью автоматизированного устройства, которое может рассказать, что не так с пациентом. Самая зрелая технология, которую мы имеем в этой области, предназначена для наблюдения диабета. Портативные измерители уровня глюкозы в крови, которыми можно протестировать каплю крови на бумаге, уже могут быть подключены к мобильным приложениям для оценки тяжести состояния.

Между тем разрабатываются полностью неинвазивные методы измерения уровня глюкозы, которые не потребуют прокалывать палец, чтобы получить каплю крови. К ним относятся анализ пота или интерстициальной жидкости, расположенной в нескольких микрометрах ниже поверхности кожи (выше болевых нервов).

Несколько инновационных компаний по всему миру уделяют особое внимание использованию подобных карманных систем для диагностики других заболеваний, включая ВИЧ, туберкулез, бактериальные инфекции и сердечно-сосудистые заболевания. Они полагаются на ключевую технологию микрогидродинамики, которая использует специально разработанные микрочипы для манипулирования небольшими количествами жидкости.

Широко известная как «лаборатория-на-чипе», она позволяет сократить полную систему клинических лабораторных испытаний до устройства в несколько сантиметров в поперечнике. Можно взять образец, подготовить его к тестированию (например, за счет выделения бактерий из крови) и определить наличие микробов.

Несмотря на значительный прогресс в разработке частиц и деталей трикодера, еще остается работа, которую необходимо проделать, чтобы сделать его целиком в отдельном портативном устройстве. Нужно миниатюризировать еще много различного оборудования и добиться определенного прогресса в портативных компьютерах, чтобы они могли обрабатывать всю информацию и данные, необходимые для полной картины состояния здоровья пациента. Также нужно развитие более глубоких диагностических функций, таких как лаборатории-на-чипе и портативные системы визуализации, а также менее инвазивных методов тестирования. Пока у нас нет трикодера, но с каждым днем он все ближе.

Насколько мы близки к созданию настоящего медицинского трикодера?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

8 комментариев

  1. Zondish

    Вот это дельная штука ... Так держать ... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. 4LOVEK

    Лучше всего ставить дачики в то что носят люди как аксесуар или одежду ну и в смартустроиствах конечно некоторые ноуды обладают сканером сечатки , он же может считать пульс и давления , а с недавних пор и в смартфонах ставят ик камеры а учитывая сколько мы в смартфонах пялимся можно неплохую диагностику вести (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  3. kirfoton

    Обратите внимание, сколько стоит сейчас самый дешёвый кардиограф ( не игрушка) . Около 600 $. А ведь что такое кардиограф ? Это элементарный регистратор электрической активности, который изобрели ещё лет 100 назад. В аппарате УЗИ тоже нету ничего сверхестественного, излучатель ультразвука, приёмник ультразвука и компьютер. Но стоимость его около 2000$. И это не смотря на то, какой прогресс сейчас в области электроники. Давно уже пора эти приборы продавать в магазинах медтехники всем желающим по доступной цене. Вспомнил ещё про рентген. Он тоже может быть компактным. У агентов кгб был такой , в чемодане умещается. Тоже ничего свръхестественного. Трубка рентгеновская, источник напряжения 80 кв, датчик изображения электронный или обычная фотопластинка.

  4. romale

    В фитнес браслет хорошо внедрить было бы хотя бы часть функций. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. romale

    Кто там ещё в прошлом веке писал, по пульсу на Тибете определялись 100 болезней... (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  6. mih

    думаю, что для создания подобных устройств нужно не только придумывать новые не инвазивные датчики для взятия "дистанционных анализов", а усиленно разрабатывать системы обработки информации о состоянии тела. например - для анализов на вирусы или микробы нужно применять отдельный иммунологический тест (их очень много, некоторые требуют расходников,- что делает устройство дорогим, неэффективным, и неточным конкурентом лабораторной диагностики, т.к. вы понимаете, что люди склонны к приёмам самолечения).
    а вот сбор информации о теле в режиме регистрации (регистрация пульса, потливости, частоты дыхания и его изменений, электростатических параметров кожи, времени пребывания на солнце, времени приема пищи и т.д.) с программным анализом этих данных (для этого потребуется компьютер или телефон с соответствующими приложениями) - это дело уже выполнимое. romale правильно говорит - на Тибете есть специалисты, способные определять больше ста болезней по пульсу (хорошо бы направить в командировку к таким специалистам группу медиков кардиологов и компьютерщиков, для обучения, сбора и систематизации "информации о пульсах", для выкладки в машинную обработку. или пригласить тибетских специалистов в исследовательский институт с медицинским уклоном для данной работы).
    а если приложить к регистрируемым данным о состоянии человеческого тела, еще и регистрируемые данные о состоянии окружающей среды (в которой пребывает человек, это: температура, влажность давление, аэроионизация воздуха, содержание углекислого газа, кислорода, каких-либо значимых отравляющих веществ (фенол, формальдегид, металлы), уровня ультрафиолета, радиации, внешних вибраций и шума и т. д.), то можно использовать анализ ответа человеческого тела на параметры среды, как элемент тестовой диагностики.
    таких приёмов много, и они уже выполнимы с уже имеющимися датчиками, остаётся только сделать грамотную компьютерную обработку регистрируемых данных, прибор-приставку к телефону и приложение-обработчик.
    если такой анализатор состояния здоровья покажет что состояние человека зависит от среды (профессиональные условия), то он может предложить изменить условия труда.
    если прибор покажет подозрение на что-то опасное, то он предложит своевременно пройти медицинскую диагностику в медицинском центре (как ни крути медицинские центры имеют профессиональные приборы и методики), но главное - прибор сможет отследить состояние человека и своевременно предупредить об опасности человека или родных (что будет очень полезно для отслеживания состояния пожилых людей или тех, кто лечится амбулаторно).
    датчиков уже предостаточно, и постоянно разрабатываются новые.
    но методик статистического анализа информации, собранной при долговременной регистрации состояния человеческого тела и его окружающей среды, пока никем не разрабатывалось, а ведь это кладезь информации о состоянии здоровья.
    подобные регистраторы-анализаторы сердечного ритма называются кардиомониторами, но они не ставят диагнозов.
    обработка информации имеет такую же значимость для анализа состояния, как и применение разных датчиков и методик.
    хорошая идея, большое будущее.

  7. mih

    остаётся только добавить самое главное: подобные приборы будет возможно создавать только при совместном труде опытных людей разных специальностей, объясню почему: врачи гастроэнтерологи, невропатологи, кардиологи, гематологи, инфекционисты и т. п., а так же программисты-математики, -криптологии, -робототехники т. п. никогда не создадут подобный прибор, если будут пытаться действовать отдельно.
    создание подобных приборов требует одновременного участия опытных людей разных специальностей, иначе получится не прибор, а очередная игрушка.
    Хорошо бы было, если бы существовали подобные команды из разнонаправленных людей, ведь подобные команды могли бы решать подобные новаторские задачи (искать и находить методы их быстрого и простого исполнения) гораздо быстрее чем даже серьёзные однонаправленные организации.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.