最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

标签:大数据物联网安全风险管理技术

访客:35317  发表于:2017-05-08 09:53:53

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

导读:科技的发展日新月异,对于一个传统医疗行业的从业者来说,保持“凛冬将至”的忧患意识很有必要:说不定哪一天传统医疗行业里就杀进一匹像苹果公司一样的黑马,重新定义医疗行业的格局。

及时了解行业动态,在不断学习中把握时代脉络,才不至于在未来激烈市场竞争中被淘汰。正是鉴于对以上问题的思考,秉承独乐乐不如众乐乐的共享精神,笔者就与广大读者细数最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”,看看哪个领域最有可能成为颠覆传统医疗行业的黑马…….

TOP 1 | 手术机器人

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

上榜理由:朋友圈热传的手术机器人缝合葡萄皮的视频,指的就是这个黑科技了。以达芬奇为首的手术机器颠覆了很多人对传统外科手术的认知。机器人手术系统以麻省理工学院研发的机器人外科手术技术为基础,其中达芬奇手术机器人与IBM、Heartport公司进一步联合开发的智能机器人,通过微创的方法,实施复杂的外科手术。目前,美国FDA已经批准将达芬奇机器人手术系统用于成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术。而我国,许多大型三甲医院都已经开展达芬奇手术,比如成都的华西医院,先后成功开展包括普外胃肠外科及胆囊外科手术、泌尿外科手术、胸外科手术。

但是,这个机器人必须在主刀医生的操控下进行,主刀医生坐在控制台中,位于手术室无菌区之外,使用双手(通过操作两个主控制器)及脚(通过脚踏板)来控制器械和一个三维高清内窥镜。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:说不定哪一天,人类研究出不需要主刀医生的机器人,人类可以躺在机器人手术床上完成很多手术。不知那一天真的来到的时候,外科医生会不会失业呢。

TOP 2 | 深度学习算法检测癌症

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上榜理由:病理诊断是疾病诊断的金标准,患者后续的治疗都需要在病理诊断的指导下进行,特别是肿瘤,所以病理医生被称为医生中的医生。但是,病理医生的培养是一个漫长的过程,病理诊断主观性很强,与医生的经验水平具有很大关系,不同病理学家对同一患者给出的诊断结果,可能存在实质性的差异,造成误诊。

为了解决这个问题,Google研究院创建了一个自动检测算法,应用在乳腺癌转移定位中,表现相当不错。该算法的定位得分达到89%,明显超过病理学家,病理学家的得分仅为73%。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:随着大数据和图形识别技术的日趋成熟,对于癌细胞的形态和图像识别将不再仅仅依赖于人类,图形识别技术将帮助医生从繁重的阅片工作中解脱出来。

TOP 3 | 基因组测序服务

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上榜理由:基因测序是一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性,如癌症或白血病。基因测序只是基因检测的方法之一,又叫基因谱测序。近些年,基因测序从实验室走入临床,甚至逐渐成为全球医学界热门的话题。其中一个很重要的原因,是“名人效应”,苹果公司创始人乔布斯和影星安吉丽娜·朱莉都曾采用基因测序方法希望抵御癌症的侵袭,朱莉还为此预防性地切除自己的乳腺。乔布斯虽然仍因癌症去世,但他生前接受的全基因测序,已成为很多国家富人追捧的高端体检服务。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:广州医科大学通过CRISPR基因编辑技术,在人体胚胎细胞内人工引发基因突变,使它们具备针对艾滋病毒的免疫能力。也许今后通过基因编辑后的胚胎,成人后将不会有艾滋病的风险。人类不但不会为罹患遗传疾病困扰,同时也可以通过基因技术成为更优秀的人类。

TOP 4 | AR 增强现实技术

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上榜理由:医生和病人都知道,在手术中,精度非常重要。而现在,AR可以帮助外科医生提高手术的效率。无论是进行微创手术,还是定位肝脏上的肿瘤,AR医疗应用程序都可以帮助医生挽救生命,为患者提供无缝治疗。Medsights Tech开发了一个软件,来测试用AR创建肿瘤的准确三维图像的可行性。复杂的图像重建技术相当于实时给外科医生提供了X射线视图,但却不会让他们暴露在辐射下。

AR(Augmented Reality,增强现实技术),是一种实时地计算摄影机影像的位置及角度并加上相应图像、视频、3D模型的技术,这种技术的目标是在屏幕上把虚拟世界套在现实世界并进行互动。在医学领域,AR可以协助外科医生手术操作,帮助他们更快地找到静脉,并且AR可能对解剖学研究产生革命的影响。在医学领域,AR可以协助外科医生进行手术操作,帮助他们更快的找到静脉,并且可能对解剖学研究产生革命性影响。相比于真实的世界,AR能让我们看到更多。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:在最新的AR技术应用下,医生可以准确断定手术的位置,降低手术的风险,可以更好的提高手术的成功率!通过这项技术让医生看到病人的医学图像和真实的患者叠加,医生可以清楚的看到病人需要解剖的结构。比如脊柱外科手术,让一个螺丝更容易、更快、更安全地插入到脊椎,而不出现损伤神经的风险。这项医学技术听起来难以置信,但10年后,可能会成为常态。

TOP 5 | 纳米传感器与物联网

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上榜理由:与传统的传感器相比,纳米传感器由于可以在原子和分子尺度上进行操作,充分利用了纳米材料的反应活性、拉曼光谱效应、催化效率、导电性、强度、硬度、韧性、超强可塑性和超顺磁性等特有性质,因而具有许多显著特点。利用纳米技术制成的传感器,可用于疾病的早期诊断、监测和治疗,使各种癌症的早期诊断成为显示。

目前,美国科学家已经在实验室环境下实现了对前列腺癌、直肠癌等多种癌症的早期诊断。纳米传感器灵敏度很高,在进行血液检测时,当传感器中预置的某总癌细胞抗体遇到相应的抗原时,传感器中的电流会发生变化,通过这种电流变化可以判断血液中癌细胞的种类和浓度。据专家预测,今后可能有多种纳米传感器集成在一起被植入人体,以用来早期检测各种疾病。

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颠覆猜想:如今我们有各式各样可穿戴的传感器,它们可以收集健康数据,通常应用于具体的场景中,比如睡眠、运动等——但它们也很大,使用不便,甚至有时从它们提供的数据中难以获得对于生活方式的有效建议。很快,真正可穿戴的、微小的数字纹身将会出现。通过物联网,微芯片可以同时测量许多生命体征。在头盖骨上贴上生物芯片,可以在人发生碰撞后检测其头部是否受伤。

TOP 6 | 人工智能系统AI

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上榜理由:人工智能对于医疗健康领域中的应用已经非常广泛,从应用场景来看主要分成了虚拟助理、医学影像、药物挖掘、营养学、生物技术、急救室/医院管理、健康管理、精神健康、可穿戴设备、风险管理和病理学共11个领域。有了开放式人工智能系统,通过收集一些匿名健康数据和提供个性化的健康咨询,可以实质性地改善用户的健康状况并且为他们减少医疗方面的开支。AI可以帮助医生降低等待就诊的患者死亡率。我们可以将这些算法变成一位声音如百灵鸟般婉转的医学助手,当身体不适时,如果有必要就医检查它会给我们介绍医生。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:人工智能将在传统医疗的多个层面上大放异彩,如智能问诊,用机器替代简单病症问诊,帮助医生分析和整理患者数据。关于基因分析和精准医疗人工智能能做的也很多,目前用基因治病,最大的问题是大多数已知的基因导致的疾病都由单基因导致,属于罕见病,而多数常见病可能是多基因导致的,了解疾病是由哪些基因共同作用导致的,需要大量计算。而通过人工智能对基因和精准医疗数据进行分析,利用基因编辑等技术会在常见病上有更多突破。未来很有可能出现像“大白”一样的机器人,守护人类的健康。

TOP 7 | 3D生物打印系统

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上榜理由:器官移植可以拯救很多人体器官功能衰竭或损坏的患者生命,但这项技术也存在器官来源不足、排异反应难以避免等弊端。不过,随着未来“生物打印机”的问世,这些问题的解决有了新的技术手段。这种机器首先读入由医学影像数据重建或设计的三维模型,将模型离散成多个片层,计算机控制打印喷头逐层"打印”打印由生物材料或细胞组成的“生物墨水”,不断重复这一过程,直至打印完成三维组织前体。随后,细胞开始重新组织、熔合,形成新的血管等组织结构。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:在不久的将来或许真的就出现像电影“第五元素”中描述的场景,只要基因留存加上3D生物打印机,这个物种就不会灭亡。而器官移植也变得稀松平常,人类的寿命可以大大的延长,生活质量也能大大的提高。

TOP 8 | 虚拟现实技术VR

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上榜理由:VR最大的特点是环境再现,而环境对人最大的作用就是心理作用。因此,目前VR技术最多的应用领域就是心理治疗领域,比如创伤应急、障碍症、恐惧症、自闭症、恐高症、幽闭症、公开演讲恐惧症、密集恐惧症等都可以通过VR技术的环境再现以达到治疗的目的。VR在治疗眼部的疾病,比如儿童的斜视、近视以及立体视力的缺陷上有很好的效果。另外,烧伤后的疼痛管理,通过虚拟现实的技术来分散患者的注意力。

VR跟医学培训结合:医疗培训比较特殊,这是一个重实践的学科,很多外科新人由于缺乏锻炼机会很难得到进步。而虚拟现实技术能够很好地填补这方面的空白。如今已经可以预先对模拟病人进行编程、对复杂病情进行反应,这种新的模拟人可以模拟婴儿、孕妇、脑中风及骨折患者。

这样的产品被用在医学培训中心以及国内的三甲医院,主要用途就是让医生在更为逼真的虚拟环境中学习。改良了传统手术中对于尸体和动物的依赖。在外科领域,医疗知识每隔6~8年就要翻一番,所以外科大夫在专业教育上尤其是在继续教育上需要不断追求对新技术的学习,这种新技术的学习成本是高昂的,方法是复杂的。而VR技术可以在某种程度上帮助大家学习或者熟悉这种新技术。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:疾病的康复周期漫长且训练手段单一,有了VR技术,可以帮助患者很好地浸润其中,通过VR提供的游戏场景完成自我的恢复与锻炼,大大提高了患者恢复期的积极性和持久力。

TOP 9 | 升级光遗传技术

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上榜理由:该技术利用分子生物学、病毒生物学等手段,将外源光敏感蛋白基因导入活细胞中,在细胞膜结构上表达了光敏感通道蛋白;然后通过特定波长光的照射,控制细胞膜结构上的光敏感通道蛋白的激活与关闭;光敏感蛋白的激活和关闭可控制细胞膜上离子通道的打开与关闭,进而改变细胞膜电压的变化,如膜的去极化与超极化。

当膜电压去极化超过一定阈值时就会诱发神经元产生可传导的电信号,即神经元的激活;相反,当膜电压超极化到一定水平时,就会抑制神经元动作电位的产生,即神经元的抑制。神经元生物学家经常运用这种技术,通过光学方法无损伤或低损伤地控制特异神经元的活动,来研究该神经网络功能,特别适用于在体、甚至清醒动物行为学实验。

同时,利用类似的光学与遗传学手段,可控制脑细胞外其它细胞中的蛋白表达,从而实现光诱导蛋白质表达,启动细胞内生物学过程,进而控制生物行为。因此光遗传技术在生命活动与疾病研究中应用广泛。在过去,神经学家和心理学家可以观察到大脑对各种刺激会做出怎样的反应,并且已经绘制出基因是怎样在整个脑中表达的,但是他们当时无法控制单神经元,以及开启和关闭其他种类的脑细胞。

对于研究人员来说,解释大脑产生行为是通过什么路径完成的,本身就是一件非常困难的事。因此,对于帕金森氏症和抑郁症等疾病也不能进行有效的治疗。光遗传技术的发展加快推动了脑科学发展前进的步伐,现在已经出现了一种灵活的超薄无线微芯片,它们可以被深度插进脑组织中,并且对脑覆盖组织的损伤非常小。这种设备正在被作为注射装置来帮助无线控制神经元,目前还处于测试阶段。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:光遗传技术已经为帕金森氏症、慢性疼痛、视力损伤、抑郁症等脑部疾病的治疗打开了新的大门。还有研究表明,在某些情况下,非侵入性光疗法能通过关闭特定的神经细胞来治疗慢性疼痛。

TOP 10 | 骨骼康复机器人

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上榜理由:对于脊髓损伤患者而言,能够独立站立行走似乎是一个不可企及的目标。而外骨骼机器人的出现改变了这种局面。最初外骨骼机器人常用于军事领域,但随着近年来医疗康复市场的扩容,越来越多的公司切入了康复市场,将外骨骼机器人应用于医疗与日常的应用场景中。

其中以色列的Rewalk、日本的HAL、美国的Elegs等都是外骨骼机器人的典型代表。反观国内,医疗康复机器人仍处于早期,但据保守估计,潜在市场空间在180亿左右。康复机器人是把人绑在机器上,来实现减重和助力,针对功能障碍严重的人群。外骨骼机器人是把机器绑在人身上,实现功能最大化,针对功能正常或想获取更高能力的人,比如美军的单兵机器人。康复机器作为机器人技术与医工技术结合的产物,目标是实现替代/辅助康复治疗师, 简化传统"一对一"繁重的治疗过程,帮助病患重塑中枢神经系统。

目前康复机构配备主要是功能较多、自动化程度较高的、多自由度的牵引式/悬挂式康复机器人,但近年来在此基础上技术升级的穿戴式康复机器人即外骨骼机器人异军崛起。机器人在康复及疗养领域上有着巨大的潜力,这类系统不仅能够对行动障碍进行治疗(如由中风、创伤性脑损伤及其它损伤引起的行动障碍),也能够作为社会与行为障碍的干预与治疗工具,包括自闭症类群、多动症等,未来还将朝着促进原居安老、推迟老年痴呆症的发生,通过陪护缓解老年人孤独的方向上进一步发展。

最有可能颠覆传统医疗行业的“黑科技”

颠覆猜想:未来骨骼机器人不但可以在康复领域大显身手,同时在军事领域、搬运、开矿、物流、货物分拣等各行各业的繁重体力劳动中大放异彩,帮助人类完成一些不可能完成的重体力劳动,保护人类不受危险环境的伤害。

结束语:随着科技的日新月异,人类的科技发展正步入爆发式的增长期,曾经只能在科幻电影里想象的一些技术已经逐步变成了现实。所以,鉴于对科学技术领域了解的局限性,今天笔者提及的这些黑科技或许也只是其中一部分,未来会有更多创新的技术和前沿科技等待大家探索和了解。路漫漫其修远兮,笔者也衷心希望很多目前还不成熟的“黑科技”最终成熟转化,造福人类!!

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