疯狂得像科幻的5项突破性医疗技术

2017-10-12 20:51:56来源: 康健新视野 关键字:医学健康  创新技术


随着科研技术的发展,不断出现惊人的医疗技术创新。从可以预测患者的生命周期的人工智能,到可以将您的皮肤细胞变成任何器官的技术——在实验室里有很多的想法可以扩大医学的限制和重新定义公共卫生策略。然而,除非您的爱好包括大量翻阅科学期刊和技术评论,否则很容易错过医疗和健康领域最有前途的技术。

所以这里列出了一些可以改变我们对医学和健康的看法的最新突破性技术,以飨读者。

1 “一次性愈合”的再生纳米设备

想象在一个可怕的事故中你可能会失去一条腿,你被送进医院急诊室,医生在你的皮肤上放上一块小芯片,随后,你的皮肤细胞被转化成必要的细胞,治愈和保住了那条腿。

感谢俄亥俄州立大学的研究人员,他们研发的组织纳米转染(TNT技术可能将上面这种场景从科幻变成临床现实。

该设备由两部分组成:首先是纳米芯片 – 大约电话SIM卡大小,其设计用于将生物指令传递给皮肤细胞以进行重新编程。第二部分是其携带的 “货物”,能指导你的皮肤细胞转分化的生物指令。“货物”由几乎感觉不到的微弱电击来转移到细胞中。

该研究使用小鼠和猪作为实验对象,研究人员通过转换其皮肤细胞来恢复血流,从而保住了小鼠的一条严重受伤的腿。TNT也可以用于产生神经细胞,帮助小鼠从卒中导致的脑损伤中恢复。这项技术计划明年开始临床试验,所以请留意用纳米转染的皮肤细胞修复受损器官的公告。

2 纳米颗粒助力微针贴片燃烧脂肪抵御肥胖

纳米技术除了应用到再生医学之外,也正在被开发治疗肥胖和糖尿病——通过载有可以促进脂肪燃烧的纳米粒子的“微针贴片”来实现。

人类可以将脂肪以白色脂肪或棕色脂肪的形式储存起来。白色脂肪适用于长期储存能量,而褐色脂肪更容易燃烧。然而,当我们成年时,我们储存的大多数脂肪是白色脂肪。长期以来,人们一直寻找能将白色脂肪变成棕色脂肪的药物,但是问题是这些药物还会对其他身体部位产生副作用,这意味着它们不适合以口服或者注射的方式全身使用。

由哥伦比亚大学医学中心的研究人员开发的微针贴片提供了受控的药物输送,因此只有所需的区域受到影响。一旦应用于皮肤,贴片释放出包裹在纳米颗粒中的“棕色脂肪转换”药物。因为这些颗粒在与身体接触时缓慢溶解,药物只会直接影响皮肤下的脂肪。在ACS Nano发表的这一研究使用肥胖小鼠作为测试对象。经过一周的治疗,他们发现目标区域脂肪减少了20%,同时降低了血糖水平,意味着该技术有可能用于糖尿病的治疗。

3 一种可以让你用心灵组合音乐的技术

你有没有读过《潜水钟和蝴蝶》这本书?这本书的作者是一个杂志的编辑,由于一场意外,他除了一只眼睑之外,完全瘫痪。他用眨眼作为交流方式写成了这本书。

现在想象一下,如果你用意念就能写一本书,或者谱写整个交响乐,会是什么感觉。
格拉茨理工大学的研究人员使用脑机接口技术或BCI技术使这成为现实。他们把这个应用程序命名为“脑作曲者”,利用这个程序,人们可以通过思考来创作音乐。BCI技术力求通过由脑电波控制的程序来替代和增强日常身体功能。本质上,它们是读取脑电波并允许用户控制外部设备的应用程序。他们可以替代或增强日常功能,使行为受限的人群得以完成从写信(或书)到控制外骨骼和假肢等任务。

该研究入组了18个受试者,他们带上连接到BCI和音乐作曲软件的脑波测量帽。各种音符在他们面前的屏幕上闪烁,他们集中精力在他们想要的音符上。由于你的脑电波在你集中精力时会略有改变,BCI会检测到这种变化并将其转化为所需的动作,例如写下特殊和弦或符号。

我们很快就可以进入一个新的时代,那时,完全瘫痪的患者也可以接受治疗,他们通过BCI技术将能够谱写音乐、用外骨骼走路,以前所未有的方式生活。

4 癌症检测笔

癌症手术的主要障碍之一是区分健康组织与癌症组织。去除太少,增加复发的机会; 去除太多,可能对生理功能产生不利影响。

来自德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家来了一个笔形装置,被称为MasSpec Pen,它可以在惊人的10秒内鉴别手术中的癌组织,并且在迄今为止的试验中显示出96%的准确率。

目前,手术中最先进的癌症检测方法被称为冷冻切片分析,其处理样品可能需要约30分钟或更长的时间。在冰冻后检测困难的癌症病例中,冷冻切片分析的错误率可以达到10-20%。

MasSpec Pen通过比较由组织细胞产生的代谢物分子来鉴别癌组织。癌细胞产生的代谢物与健康细胞不同,MasSpec Pen可以在检测到差异后显示“正常”或“癌症”的结果。

当将笔压向患者的组织时,笔的塑料尖端会释放一滴水,它吸收成千上万的代谢物并通过质谱仪进行分析。质谱仪可以识别检查中的组织的分子指纹,以鉴别癌症组织。
该研究分析了253名癌症患者的组织,该装置预计将在明年开始在现场手术中进行测试。如果广泛应用,这不仅可以将组织分析的速度提高约150倍,对于癌症手术的准确性和速度也将是非常有益的。

5 人工智能预测寿命

如果你能知道你还能活多久,你会想知道吗?随着人工智能的发展,电脑可能很快就能通过扫描您的内脏来回答这个问题。

在自然出版集团旗下的杂志“科学报告”上近日发表的这项工作中,阿德莱德大学的科学家使用人工智能来通过分析医学图像预测患者的寿命。

研究人员使用48例患者胸部的图像,并将其输入“深度学习”算法,对患者的五年存活率进行预测。结果准确率为69%,这与医学专业人员的预测相似。

深度学习是一种机器学习技术,其中算法“学习”识别给定数据集中的有用模式,然后进行观察和预测。在这项研究中,该算法通过观察器官影像数据来“学习”疾病表现的复杂性并评估患者的健康状况。人们也正在探索类似的技术在不同的医疗领域的应用。

从现在起,人工智能只会变得更准确:您输入的数据越多,算法就有更多的样本来发掘我们不能找到的洞察性的信息。这就是为什么在下一阶段的研究中,科学家们会将数以万计的图像提供给AI进行分析。距离这种医疗AI广泛应用于临床可能仍然需要一些时间,但是目前的积极结果可能意味着,不久以后电脑就可以看一眼然后告诉你,你这辈子还有多久好活。

关键字:医学健康  创新技术

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/medical_electronics/article_201710128115.html
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