未来医疗应用大检阅

2012-01-09 20:14:57来源: 电子资讯 关键字:应用  检阅

  手机应用

  探测心率的手机应用

  有这么一款手机应用,可以通过探测肤色的细微变化来测量你的脉搏和呼吸,而你所要做的只是将食指按住智能手机的摄像头,几分钟就可以了。

  这个新的应用程序由伍斯特理工学院的研究人员研发。由于传统的外部传感器既昂贵又笨重,所以他们力图研发出一些不需要外部传感器就能够记录基本健康信息的智能手机应用程序。

  老年人是这项技术的直接受益者,他们在家或在看护机构的辅助下就可以监测自己的生命特征。这款应用的首席研究员纪全曾经还展示了它的另外一种效果:“这款应用似乎也能用在耳垂上,所以手机甚至能在你打电话的时候测量心率。”

  应用的原理是依赖于手机摄像头发出的绿光和闪光灯发出的白光相结合。但这些部件在不同的手机型号上并不一样,所以棘手的问题来了,如何让这款应用程序在不同型号的智能手机上应用,研发人员们还在努力。

  劲听

  劲听是一个新的手机应用,通过一个简单的测试,可以诊断用户的听力损伤究竟属于哪一种类型,然后将手机的声音频率输出定制,以更好地匹配接听者的听力。

  任何两个人听力损伤的类型都不一样,所以对于听力不好的人来说,放大音量并不一定会有效果。香港中文大学耳鼻喉部主任安德鲁·范·哈赛特开发了劲听,提供了一个具有针对性的解决方案。

  劲听让手机的发声设备发出一系列频率的声音,用户收听效果差的频率上的声音被应用放大。其他智能手机的做法往往是放大音量,但对于听力在某种频率上有损伤的用户而言,这种办法没什么用处。

  当然,也有人发出不同的声音。波士顿儿童医院诊断听力科主任布莱恩·福利格尔认为这款应用可以加强人们对声音的体验,但听力损伤还是要通过医生解决。

  医疗类

  细胞打印机

  通过使用一种类似喷墨打印机的设备和装满了活体细胞的“墨盒”,美国维克森林大学的研究人员实现了对皮肤组织的人工制造。这个设备已经在动物实验中获得了成功,不仅如此,它还能促进伤口的快速愈合。

  设备主体和常见的喷墨打印机类似,“墨水”则是活体细胞和其他液体,通过多种物质的混合和化学反应,皮肤创面就可以被打印上一层活体组织细胞。

  “打印机”有两个喷头:一个喷头喷出的是皮肤细胞与纤维蛋白原(一种血液凝固剂)以及I型胶原蛋白(疤痕结缔组织的主要成分)的混合物;另一个喷头喷出的主要是凝血酶(另一种凝结剂)。

  在打印时,两个喷头喷出的物质会迅速反应,形成纤维蛋白同时凝血,之后一层类似于皮肤细胞的角化细胞也会产生,覆盖到组织上起到保护作用。

  轻薄型胰岛素给药系统

  2007年,Amy Tenderich曾给乔布斯写了一封公开信,请求他设计一款更好的胰岛素泵来拯救自己的公司。当然,苹果没有在胰岛素泵上花什么心思。

  由Tandem Diabetes Care公司推出的t:slim Insulin Delivery System(轻薄型胰岛素给药系统)大概可以满足这个要求了,它是目前市场上最小巧的一款胰岛素泵,并且该产品已经获得了FDA认证。

  这款胰岛素泵使用了彩色触摸屏,电池可以充电并且支持Micro-USB连接。这个产品的胰岛素药盒容量为300单位,采用了Tandem公司独有的微量给药技术。

  在设计这款产品的时候,Tandem Diabetes Care听取了4000名医疗护理专业人士和糖尿病患者的意见,他们得到的反馈是产品要有型,并且操作简单。

  超级隐形眼镜

  美国华盛顿大学学者正研发一种超级隐形眼镜,这款眼镜类似一块计算机显示屏,戴上之后能轻易阅览新闻信息,不用打开电脑或者手机就可以实现上网。场景是不是有点熟悉?没错,和《未来战士》里的情节如出一辙。

  这种隐形眼镜内置有非常微细的组件,包括LED灯、电路及无线上网线路。这种镜片曾在白兔身上做了测试,证实不会对眼睛造成损害。

  另一个关于眼睛的好消息是,英国12位失明者将在未来几周接受手术,将仿生物学原理的微型芯片植入眼球后端,或许可以帮助他们重见光明。

  这款芯片内含1500个光感应器,感应器接收光线后会转化成电子讯号,刺激视网膜神经,讯号透过视觉神经传到大脑,投射出影像。如果手术成功,芯片有可能会在2013年上市。

  超薄脑部植入装置

  药物不能治愈所有的病人,癫痫患者也一样。对于这部分患者,神经学医生只能尝试寻找定位他们大脑中癫痫发作的原发区域,然后利用手术将区域移除。因此,医生会移开一部分头骨,将一个大体积的传感器阵列安置在患者额叶皮层的表面。

  但由那些传感器生成的图像并不精确。宾夕法尼亚大学和伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校两位专家合作研发了一种小巧的脑部植入装置,可以容纳360个传感器。相比之前不到100个电极的装置,这个新产品由于传感器更多,可以更清楚地记录大脑活动。

  新的植入装置超薄并且柔韧,它可以记录癫痫发作中大脑突发的强烈脑电活动,分辨精度是传统阵列的近50倍。

  癫痫治疗方法会因此而产生变革,人们用更低侵入性的手段就能检测和治疗癫痫。不仅如此,它还可以让医生拥有前所未有的能力,对大脑功能和脑机接口效果有更深的理解。

  监测诊断类

  U盘大小的基因分析仪

  除了匹配亲子关系,基因检测还有许多作用,比如预测一个人对药物治疗的反应以及诊断某些遗传疾病。然而大多数这样的检查速度很慢。

  DNAe快速基因检测系统的速度改变了这个现状。英国DNA电子公司和帝国理工学院的研究人员研制出了这种只有U盘大小的基因分析仪。

  研究人员克里斯·图马佐在一个展示大会演示了使用方法。他从几个组织者那里采集了唾液样本,然后将他们的遗传物质与从香蕉上提取的DNA进行对比。

  不到20分钟,这个新仪器检测出了人类的基因,速度比现在医院中使用的最好的DNA检测设备也要快得多。它可以帮助医生更准确地开处方,以及更准确诊断患者的疾病。

  迷你超声波传感器

  现代医学已经为医生们提供了一套侵入程度较低的手术办法,让他们通过工具进入病人的体内进行操作,其中一种比较流行的方式是朝病人体内插入一些长而纤细、弹性较好的导管。心脏电烧手术便是这类导管手术之一,被用来治疗心跳异常。但1/3的病人都需要进行重复治疗,因为医生需要制造出手术伤疤组织,以阻止心跳异常电信号的不规则流动,但现有的图像设备没办法帮助医生测量出精确的范围。

  飞利浦公司研制出的迷你超声波传感器解决了这个问题。研发人员将一个超声波传感器压缩至1毫米大小,并将这个传感器插进一个导管的顶端。传感器的体积足以让其进入血管之中,通过心脏的血管检测心脏,并能让医生精确测量疤痕组织的大小。

  便携式流体芯片mChip

  对于性传播疾病,血液诊断通常是不可避免的检查方式。但哥伦比亚大学生物医学工程助理教授塞缪尔·斯亚研发了一个名为mChip的整合了芯片与药物流体的诊断仪,能够在芯片上将复杂的化验过程简化,有助于在不发达的地区快速实现医疗诊断。

  这个信用卡大小的一次性诊断工具,能够在几分钟之内给出血液诊断的结果。患者只需要从指头上采集一点血液,15分钟以内,患者的检验结果就会显示出来,这种新技术极大地降低了检测和治疗的间隔时间。

  仪器内部的微芯片由喷射造型法集成,包含了微型的测试管和化学物质,使用办法是让少量的试剂和病人的流体样本被引导穿过设备的细小通道,以测试性传播疾病。

  mChip用塑料注塑成型,使得这种芯片的生产成本很低。芯片的价值在1美元左右,整个设备大约也只需要100美元

  数字听诊器

  早期心脏病或许能更容易地被发现了。通过一款数字听诊器,即使是病人在做其他检查的时候,如果心脏有问题,医生也可以捕捉到一些信号。

  这个由欧洲科学家发明的新设备基于计算机技术,可以将听诊器收集到的各种声音与组成人心跳的声音同步。随后,这些声音可以用一种名为独立成分分析(ICA)的技术加以分析,最终数据会形成更容易理解的图表。

  这种设备可以生成一幅心脏跳动示意图,并展示出心脏内的异常情况。在以前的检查中,如果医生不是心脏疾病方面的专家,他们很可能不会发现这些异常。

  数字听诊器外观上看起来与传统听诊器相似,但它可以接连地捕获到4种声音。除了全科医生的门诊,这项发明还适用于门诊诊所、急救和突发事故单位以及医生并非心脏专家的医院其他科室。

  头戴式耳机超声监护仪

  这是一种不需要技术员的监护仪,用以监测脑血管痉挛的症状,只要把它像耳机一样戴在头上就可以了,由位于华盛顿贝尔维尤市的理疗声能公司研制。

  头戴式耳机监护仪的工作原理是:一系列超声波通过大脑,其中的专用算法自动监测中脑动脉—这是为大脑供血的主要动脉之一。耳机监护仪能够将相关的超声波束定位在中脑动脉上,并测量其血液流量。

  这相当于监护仪获取了一组变量,和心率监控仪的原理一样,这些变量能够被读取,成为判断病人情况的依据。另外,耳机附带的一个仪器可以提供血液流量及峰值速度指标。

  从动脉瘤破裂中存活下来的病人也将受益于这项发明,毕竟这种新的设备使用简单,可以对高危病人进行不间断监测。相对于传统设备来说,这样的监护仪算不上是很大的负担。

  纳米磁微粒

  瑞士苏黎世的研究人员正在研发一种纳米磁微粒,这些微粒能够将血液中可能有害的成分剥离出来。这一技术有可能用于治疗人类的药物中毒、血液感染和某些癌症。

  研制的过程听起来有些复杂:将涂上碳衣的纳米颗粒磁化,然后布满针对特殊分子的抗体,一些有害的分子,比如容易导致炎症的蛋白质和铅将被清除出血液。具体方法是在血液中加入纳米磁粒后,再将血液在透析机或类似的机器中流过一遍,有害成分将被过滤出来。

  在磁粒进入再循环之前,设备中的磁力分离器将这些载有有毒物质的磁粒排入一个贮藏库,它们和血液就可以分离开了。

  CellScope

  对于疾病的诊断以及血液样本的分析来说,显微镜是一种非常重要的医疗工具。但目前许多不够发达的地区缺乏临床品质的显微镜,也没有能够评估显微镜数据的医疗专业人员,所以显微镜的医疗使用受到很大的限制。CellScope的出现从某种程度上解决了这些难题。

  CellScope造价低廉,能够让便携式显微镜与手机或者笔记本电脑结合使用,把更好的医疗保健带到那些没有医疗中心的地区。用户可以使用手机拍下显微镜下的照片,然后以邮件附件的形式发送给医生,寻求诊断以及医疗建议,花费不大,还省了时间。

  目前CellScope系统显示出的图片已经与显微镜下的照片一致,并成功地使用在疟疾和肺结核的诊断上。

  Gene-Z

  密歇根州立大学的工程师及医学专家们共同开发了一款廉价的掌上型癌症诊断仪,尤其适用于在医疗资源相对有限的地区进行癌症诊断。

  这个名为Gene-Z的仪器通过和iPod Touch或者Android系统的平板电脑相连,可以对短链RNA以及其他遗传学标记进行基因分析。短链RNA是调控基因的短链小分子,某些短链RNA上的突变与癌症等疾病有所关联。

  Gene-Z环保到只需要太阳能充电电池就可以维持操作,而且成本很低,所以非常适合资源有限的地区使用。除了癌症诊断,研究人员们也在研发适用于其他疾病的Gene-Z诊断仪,包括常规肺结核、抗药性肺结核、HIV病毒水平的诊断,以及监控抗生素抗性。

 

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编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/2012/0109/article_2641.html
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