七大生猛科技,让医疗技术大跃进
2019-07-17

Medgadget 是美国一家医疗科技资讯网站,专注于医疗技术、产品和创新的报导已有十年。回顾过去一年的报导,Medgadget 评出了最令人兴奋、最具创新性、对患者最有益的新趋势和新产品。

柔性微电子

柔性微电子(Flexible Microelectronics)能够适应不规则的人体组织形状,并配合这些组织的运动,实现感知能力,将来甚至还能针对不同的生理参数做出反应。在这方面,Google 隐形眼镜是一个代表。

Google 去年1月宣布,正在研发一款智慧隐形眼镜,可通过分析配戴者泪液中的葡萄糖含量,帮助糖尿病患者监测血糖水準,从而免去糖尿病患者取血化验的痛苦。该隐形眼镜内置上万个微型电晶体和细如髮丝的天线,以无线形式发送到智慧手机等行动装置上。

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伊利诺大学教授约翰‧罗格斯(John Rogers)联合华盛顿大学的一支研究团队开发出了一款柔性套环,能够包裹在一颗跳动的兔子心脏的外部,以 3D 形式监测其电活动。在不久的将来,该技术可能被用于高精确感知和回应心律失常。

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此外,罗格斯教授还研发出了一款柔性皮肤「补丁」,能够记录心电图和脑电图信号,并以无线形式发送到智慧手机或其他设备上。

 

3D 列印

近期,3D 列印得到了极大关注。在过去的一年,我们已经看到 3D 列印技术被应用到替换骨骼,为战区受伤人员安装义肢及外科手术中。

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正如我们所报导,南苏丹(South Sudan)的「Project Daniel」项目,以及多伦多大学和 Autodesk 乌干达研究中心联合推出的一个类似项目,都在为当地人提供 3D 列印义肢服务。无需昂贵的费用和外部专家,经过训练的当地工程师团队即可为这些战区受伤人士製作义肢。

3D 列印在医疗领域更激进的用途还包括,为荷兰一妇女列印了新的头盖骨、为英国一男子进行了面部整形手术。此外,在一次面部移植手术中,医生还根据患者的 CT 扫描列印了一副 1:1 的头骨。

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在中国,3D 列印的钛脊骨被成功移植到患者身上,解决了罕见矫形条件和非寻常解剖结构下的移植难题。在密西根大学,3D 列印的气管夹板被用在孩子的呼吸道上,挽救了他的生命。

虽然 3D 列印目前尚处于临床前的试验阶段,但我们相信,被普遍应用于人类的那一天将很快到来。

 

智能感应义肢

美国男子李斯‧巴夫(Les Baugh)40 年前因电击事故失去双臂,但约翰霍普金斯大学应用物理实验室(JHUAPL)却为他安装了两条可用「意念」控制的义肢。

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医生们必须启动那些死去的神经,并且让它们和胸口的神经进行对接,这样他才能透过「意念」来控制他的义肢。经过训练,巴夫已经能够控制双臂进行一些複杂任务。虽然该系统尚处于初级阶段,但毋庸置疑,未来的义肢将拥有更大的「自主权」。

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)和义大利比萨圣安娜大学(SSSA)研究人员开发出了一种新型智慧义肢,在指尖处装有触觉感测器,能够感知所触摸的物体。这种义肢通过与人体神经相连,能够向配戴者回馈物体软硬以及形状等资讯,从而能在一定程度上模拟人体的手部触觉。

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得益于俄亥俄州立非营利研发机构 Battelle 的「神经桥」(Neurobridge)技术,一位四肢瘫痪的男子又能重新抬起手臂。「神经桥」是一种用于脊髓损伤病人的电子神经支路,就像一种高清晰的肌肉刺激「管套」,将病人的脑和肌肉直接相连,让他们能按自己的意愿实现对自身肢体功能性控制。如今,这名男子已经能够转动手腕、握拳、合拢手指等,看起来就像正常手臂一样。

 

XStat 快速止血系统

如果患者严重出血,无论是在战场上还是急救车上,仅仅靠纱布和外部压力是远远不够的。美国公司 RevMedx 研发的 Xstat 是一种新型止血海棉注射器, 可以将含有抗菌凝血剂凝和消炎作用的覆膜海棉注入几英寸深的伤口,15 秒之内就能有效止血,比传统的塞纱布或伤口加压更有效。

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作为一种注射器,Xstat 的使用很方便,尤其是在时间紧迫的情况下。为了确保没有任何残渣被遗忘在伤者体内,Xstat 的每颗海绵丸上都刻上了一个大大的蓝色 X,在 X 光下能看到止血海绵的位置。

 

糖尿病监测 / 血糖控制

我们前文说过,Google 研发的智慧隐形眼镜可通过分析配戴者泪液中的葡萄糖含量,帮助糖尿病患者监测血糖水準。但目前,他们仍需要每日採血。于是,Genteel 无痛採血设备诞生了。它能在採血部位形成真空,产生震动,然后以极快的速度刺入,几乎是无痛的。

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得益于普林斯顿大学的雷射血糖仪,刺入式採血将来可能被淘汰。该设备使用中红外光,能够渗透人体细胞并被血液中的糖分吸收。通过测量被吸收的光量,就可以估算出个体的血糖水準。测试者只需将手掌放在雷射束髮射源,就可以在显示幕上读数。

此外,以色列公司 Beta-O2 还研发出了生物人工胰腺,并在瑞典乌普萨拉大学医院展开临床测试。这套设备被称为 ßAir, 基本上就是一个生物反应器,由胰岛和生产胰岛素和胰高血糖素的设备组成,工作原理与健康的胰腺类似。

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在可靠的生物人工胰腺出现之前,我们已经拥有了在某种程度上模仿胰腺功能的产品,例如,已获得 FDA(美国药品食品管理局)批准的 Animas Vibe 胰岛素泵和 Dexcom G4 PLATINUM 血糖监测仪,这两款设备能确保血糖水準在控制範围之内。

 

放射成像设备

荷兰乌德勒支大学医学中心正在打造一个实验室,同时引进两台设备:Elekta 直线加速器和 1.5 Tesla MRI 磁共振成像仪。这两种设备的组合前所未有,由于成像和治疗能同时进行,希望能够提供更準确的肿瘤治疗。

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无人机救护

当一位严重的心律失常患者病发时,除颤器通常是唯一能够阻止死亡的设备。但是在许多地方,自动体外除颤仪(AED)十分罕见,而给予患者的时间却只有几分钟。

于是,荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft University)一名学生开发了一架配备了除颤仪的可飞行无人机。急救人员可以控制该无人机,尽快飞抵病发现场。目前,该无人机尚处于原型阶段。

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