Сложно представить жизнь современных людей без смартфонов, всяких «умных» устройств, гаджетов вроде смарт-часов и фитнес-браслетов и разного рода инноваций. Иногда даже кажется, что те изменили homo sapiens до неузнаваемости. И вы знаете, весь этот hi-tech открывает большие возможности, в том числе и в медицине.
Сегодня предлагаем вам вместе с нами заглянуть в будущее и узнать, какие передовые технологии и каким образом смогут кардинально изменить сферу медицины и охраны здоровья, что нам это даст, на что мы можем рассчитывать. Предупреждаем: это не фантастика.
Содержание
- 1. Искусственный интеллект (ИИ)
- 2. 3D-печать
- 3. «Умная» ткань и «умная» одежда
- 4. Виртуальная реальность (VR)
- 5. Дополненная реальность (AR)
- 6. Интеллектуальные алгоритмы анализа данных, собранных фитнес-гаджетами
- 7. Сканеры еды
- 8. Человекоподобные роботы и подкожные технологии
- 9. «Интернет вещей» (IoT) для контроля здоровья из дома
- 10. Опыт Theranos
- 11. Управление мыслью
- 12. Генное редактирование
Искусственный интеллект (ИИ)
Почти искусственный. И он поможет не только в постановке диагноза, а и в выборе лечения. Вероятно, ИИ не станет полноценной заменой врача, но вот полезным инструментом и помощником в деле диагностики и лечения – определенно.
Это и доказала работа суперкомпьютера IBM Watson, снабженного вопросно-ответной системой ИИ. Он имеет доступ ко множеству источников информации: базам научных статей, энциклопедиям, антологиям знаний. Впечатляющие вычислительные мощности позволяют выдать после их обработки максимально точный ответ на заданный вопрос.
Отдельный активно развивающийся проект IBM Medical Sieve направлен на то, чтобы благодаря умному ПО диагностировать в кратчайшие сроки как можно больше заболеваний в области радиологии и кардиологии. Причем они интерпретируются в нескольких форматах (клинические тесты, рентген, УЗИ, КТ, МРТ, ПЭТ).
В будущем IBM Medical Sieve, во-первых, высвободит часть времени специалистам, и они вместо того, чтобы ежедневно проверять сотни снимков, смогут сконцентрироваться на наиболее сложных случаях.
Во-вторых, программное обеспечение поставит диагноз быстрее и точнее, ведь врач – человек, которому свойственно ошибаться и пропускать некоторые дефекты и новообразования, особенно в уставшем состоянии.
По словам представителей компании IBM, Medical Sieve является новым поколением в области медицинских технологий.
Сообщается, что в Японии планируют внедрить искусственный интеллект для диагностики и лечения рака молочной железы и легких к 2021 году.
Институт онкологии Японского фонда онкологических исследований совместно с компанией FRONTEO Healthcare рассказали о своих исследованиях. Их разработка на структурной базе искусственного разума KIBIT – система «Предельно точного лечения рака». Она, основываясь на данных о генетическом анализе каждого отдельно взятого пациента, симптомах, стадии заболевания, особенностях его течения, отбирает подходящие для конкретного случая научные труды и помогает определиться с курсом лечения.
В живой диагностике работает интеллектуальный хирургический нож (iKnife), разработанный еще в 2013 году специалистами из Imperial College London.
Он в режиме реального времени способен определить злокачественную ткань и границы раковых опухолей, полностью удаляя те и не задевая здоровые ткани. Для этого iKnife анализирует испаряемый дым для обнаружения в биологическом образце химических веществ.
3D-печать
Рискованные и сложные операции тщательно планируют. В этом помогают и различные методы моделирования, включая 3D-печать.
Дебют метода в Китае состоялся в марте прошлого года. Команда опытных врачей, готовясь к сложнейшей операции на сердце родившегося с пороком сердца ребенка, построила полноразмерную модель органа. Все прошло гладко. Ребенок выжил.
В конце 2016 года в ОАЭ технология персонализированной 3D-печати была использована для того, чтобы помочь безопасно удалить злокачественную опухоль из почки немолодой женщины. Это помогло тщательно спланировать операцию и сократить ее на целый час.
3D-печать начинают использовать и в медицинском образовании, предоставляя студентам и хирургам альтернативу живого человека. Специалисты из Медицинского центра при Университете Рочестера (URMC) разработали возможность создавать искусственные органы, которые не только смотрятся и чувствуются как реальные, но даже кровоточат.
В 2011 году Oxford Performance Materials провела первую успешную операцию по имплантации части черепа, который был напечатан на 3D-принтере. А в 2014 году американская компания Organovo сообщила о том, что ей удалось произвести 3D-биопечать тканей печени.
Сегодня технологии 3D-биопринтинга активно развиваются. И в будущем человечество сможет успешно производить трансплантацию органов и отдельных их частей.
В области 3D-биопечати работает множество компании. Они, как правило, имеют узкую специализацию. Например, 3Dynamic Systems занимается изготовлением человеческих тканей, костной и мышечной, а Nano3D для биологических исследований создает раковую ткань молочной железы.
Технология 3D-печати также пригодится для создания недорогих персонализированных протезов.
Сегодня 3D-печать все активнее используется при фармацевтических исследованиях, как вариант, для выявления побочных эффектов свойств новых препаратов. В будущем это позволит совсем отказаться от опытов на животных. Да и эра экспериментов на людях подходит к концу.
«Умная» ткань и «умная» одежда
Не исключено, что в будущем наш гардероб тоже будет «умным». По крайней мере, такой одежды становится все больше. В пример приведем SMART-вещи Fibretronic из тканей с вмонтированными в них микрочипами. Те реагируют на атмосферное давление, погодные условия и даже на эмоции хозяина.
Над разработкой технологичной ткани трудятся Google и Levi’s. Ожидается, что ткани с помощью интегрированных в них чипов смогут помогать в анализе состояния человека и его здоровья, будут измерять ЧСС, давление и температуру его тела. Уже есть коммерческие образцы.
Не так давно, мозгуя над секретами легкого пробуждения и бодрости, мы писали и о пижаме от Under Armour, «ремонтирующей» тело во время сна. Новинкой удивили на январской выставке CES-2017.
Вы знаете, эта пижама является, пожалуй, самой продвинутой в мире одеждой для сна. Оцененная в 200 долларов, она восстанавливает циркуляцию крови, работу мышц и даже клеточный метаболизм, что возможно благодаря использованию инфракрасного излучения дальнего диапазона (FIR). Показана она для сна после активных физических нагрузок (к слову, и непосредственно для спорта много «умной» одежды). Наверняка утром будете как огурчики!
Виртуальная реальность (VR)
В сознании народа VR-технологии – просто кино и игры. Это развлекательная направленность виртуальной реальности. Но IT-оракулы уверены: VR – новая техническая революция, в том числе способная изменить нашу коммуникацию. Ну и медицину, конечно.
Речь не только о нашумевшем кейсе против боли от американского стартапа из Сан-Франциско – DeepStreamVR. Так, виртуальная реальность и специальная игра отвлекают от неприятных ощущений, позволяя исключить прием опиоидных препаратов, вызывающих привыкание и, кроме того, имеющих побочные эффекты.
Если верить исследованию врача Теда Джонса и профессора Тода Мура, все пациенты после VR-сессии отметили улучшение своего состояния. Учитывалось и «соотношение боли перед терапией к состоянию после». Этот показатель уменьшился на 33%
Виртуальная реальность помогает и в диагностике, шизофрении например. Ребята из AlterEgo предложили это делать с помощью компьютерного аватара. Пациент должен повторить его движения с максимальной точностью. Анализ результатов и выявляет психические отклонения.
VR-технологии позволяют студентам-медикам и будущим врачам увидеть течение болезни, как происходит ее излечение, как проходят операции.
Кстати, если говорить об операциях, весной 2016 года была проведена первая в истории медицины операция с использованием виртуальной реальности (VR) в Royal London hospital. Опытный хирург Shafi Ahmed удалял раковые ткани в кишечнике пациента, а все желающие – взволнованные родственники больного, студенты-медики и заинтересованные журналисты – в онлайн-режиме наблюдали за этим через приложение VR in OR или web-сайт Medical Realities.
Дополненная реальность (AR)
В AR-реальности связь с действительностью не теряется, лишь добавляются сенсорные данные, дополняющие сведения об окружении и улучшающие восприятие информации.
И это тоже открывает новые горизонты в медицине, в хирурги в частности, когда операцию можно «отрепетировать».
Отличный инструмент – очки смешанной реальности Microsoft HoloLens.
Они позволят студентам-медикам проводить в виртуальной анатомичке за виртуальным вскрытием столько времени, сколько им нужно: под любым углом зрения и без специфических ароматов формальдегида. Это даст возможность изучить тело человека без физического присутствия того.
Работают и со специальными очками Evena, позволяющими видеть вены, по которым течет кровь. Благодаря этому обеспечивается точность при инъекциях в кровеносные сосуды.
Интеллектуальные алгоритмы анализа данных, собранных фитнес-гаджетами
Вести здоровый образ жизни и заниматься спортом сегодня модно. И это отлично! В связи с этим не теряют своей актуальности разного рода фитнес-гаджеты, собирающие данные о пользователе и консолидирующие их в одном приложении, которое те анализирует.
И от этого анализа, собственно, и зависит эффективность тренировок. Как оказалось, обработка информации, поступающей с фитнес-гаджетов, ее синхронизация, анализ, а затем отображение на экране смартфона, является не таким-то легким делом, как может показаться на первый взгляд. Но прогресс есть. И он очевиден. Читайте также:
- Фитнес-браслеты: зачем, для кого и почем.
- На что обратить внимание при выборе фитнес-браслета или «умных» часов.
- Для стильных и активных: фитнес-трекеры JAWBONE и Fitbit уже в АЛЛО!
- Фитнес-трекеры от Samsung, Runtastic, Withings, которые так и не стали популярными.
- Как высыпаться: фитнес-трекеры и здоровый сон.
Сканеры еды
Молекулярные сканеры еды вроде SCiO и Tellspec особенно актуальны для людей с аллергией на пищевые продукты, а также, конечно, для тех, кто следит за своим питанием и фигурой.
Ведь знать, что на самом деле лежит в вашей тарелке, согласитесь, правильно.
И мы уже давно перестали верить этикеткам на продуктах.
Человекоподобные роботы и подкожные технологии
Роботы, имитирующие зверей, антропоморфный двуногий Petman, двигающийся как человек… У Boston Dynamics, принадлежащей Google, много наработок и перспектив, наверняка и в медицине.
Несколько лет назад НАСА совместно с Virtual Incision разработали робота, которого можно помесить внутрь тела пациента, а затем дистанционно с помощью хирурга проводить операцию.
Быть может, скоро изобретут и проглатываемые цифровые капсулы, которые смогут наблюдать за состоянием пациента и внутренне предоставлять ему лечение.
Не исключено, что в далеком-далеком будущем в homo sapiens будут заселять нанороботов. Те, «плавая» в крови человека, смогут предотвращать возможные болезни, сообщая хозяину о том, что происходит в его организме. Нанороботы будут взаимодействовать с органами, контролировать все параметры здоровья и, когда это необходимо, действовать. Правда, у нас есть опаски по поводу уязвимости личной жизни и биотерроризма.
Возможно, это и звучит как научная фантастика, но, учитывая сегодняшние достижения, включая и так называемые подкожные технологии, это уже не футурологический вымысел.
Кстати, что касается подкожных технологий. Среди энтузиастов набирает обороты внедрение гаджетов под кожу. В нас встраивают электронные паспорта и чипы.
Например, на международной выставке информационных и телекоммуникационных технологий CeBIT-2017 (Ганновер, Германия) каждый желающий мог вживить под кожу микрочип NFC. Цена вопроса – 75 евро. Есть информация, что к 2023 году распространятся и имплантированные телефоны.
Также, говоря о роботах и механизмах в медицине, вспомним о разработке компанией FlexDex инновационного механизма контроля для минимально агрессивных инструментов. Он механически передает движение от запястья хирурга к суставу инструмента.
Не исключено, что мы застанем и то время, когда простые хирургические операции будут осуществляться дистанционно из другого города. Хирург сможет контролировать робота, на которого и будет возложена вся работа. Для жителей маленьких городов и сел, где не хватает специалистов, это отличная новость. Надеемся, технологии дойдут и туда.
И можно уже вести речь о комбинации хирургической робототехники и искусственного интеллекта. Причем роль алгоритмов машинного обучения в хирургических процедурах не умаляется. Инициативы IBM Watson и Google Deepmind’s – тому доказательство. В будущем машины и люди будут плотно взаимодействовать, нейтрализуя недостатки друг друга.
«Интернет вещей» (IoT) для контроля здоровья из дома
Интернет вещей» в рамках «умного дома» призван научить «общаться» между собой все его SMART-составляющие: будь то «умная» зубная щетка, «умные» весы или цифровое зеркало. Причем анализируя и контролируя самые разные изменения, чтобы делать выводы о состоянии здоровья своего хозяина. Это все поможет в удаленном мониторинге пациентов.
Опыт Theranos
Вы в курсе скандала с компанией Theranos, который подстегнул к изобретению эффективных способов забора крови для анализа без использования шприцев? Так что не исключено, что скоро мы не будем бояться иголок.
Управление мыслью
Не факт, что мечты о телепатии будут когда-либо осуществлены, но уже несколько лет говорят о технологиях, позволяющих людям с тяжелыми болезнями использовать силу мысли. Речь, например, о системе EPOC Neuroheadset от компании Emotiv. Она дает возможность управлять компьютером с помощью мысленных команд.
В перспективе будут созданы системы, которые позволят пациентам, не имеющим возможность передвигаться, управлять электронным инвалидным креслом или, например, работать на виртуальной клавиатуре.
А еще мы слышали о совместной разработке Philips и Accenture устройства для считывания электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Она должна помочь людям с ограниченной подвижностью манипулировать вещами – включать телевизор, свет, управлять курсором мышки и не только – с помощью мысленных команд.
Генное редактирование
Наиболее перспективным остается применение систем CRISPR для направленной редакции геномов. Это позволит лечить генетически передающиеся заболевания.
А еще ученые надеются научиться выбирать и настраивать данные будущих детей. IVG (или гаметогенез «в пробирке») – буквально способность редактировать систему CRISPR – является уникальной методикой, позволяющей выращивать большое количество эмбрионов на основе ничтожного малого количества генетического материала донора.
Так, половой агент, который используют для искусственного оплодотворения, может быть выращен даже на основе чешуек кожи человека. Если хочется иметь ребенка от знаменитости, принесли в клинику салфетку, которой та вытирала губы в ресторане, – и дело в шляпе. Правда, остается этическая сторона вопроса…
И вообще, IVG не стоит рассматривать как полноценную репродуктивную технологию, хоть гаметогенез «в пробирке» и позволит исключить проблемы с бесплодием. Кроме того, он легко может выйти из-под контроля общества, чего допустить, конечно, нельзя.
Очевидно, что технологии сами по себе не смогут решить все проблемы, стоящие перед здравоохранением. Но и люди без них – самостоятельно – уже не справятся. И очень важно найти баланс между внедрением инноваций в нашу жизнь и медицину в частности и сохранением человеческих взаимоотношений между врачами и пациентами. А что вы думаете по этому поводу? Высказывайтесь в комментариях.
