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未来医疗:云端数据等将登场亮相

[摘要]“作为一名心脏病医生,你可以在世界的任何地方通过手机实时地监控到病人的心脏和脉搏跳动情况,在我身上,这一切已经发生了。”

(中国软件网讯)我们先看一段真人真事儿,“你们谁还记得听诊器是什么时候发明的?”心脏病医学专家埃里克·托普(Eric Topol)大声地问着台下的听讲者。这一幕发生在2010年3月在加州洛杉矶召开的TED科技峰会上。台下是数千位科技公司领袖、风险投资人、创业者、科技博客和媒体,没有医生和医学教授们。

“那是在1816年”,埃里克低声说道。他话锋一转:“不过到了2016年,等听诊器发明200周年的时候,就没人再需要一个听诊器了,取代它的将是无线的数字设备。”于是,演讲台的投影幕上显示了一组呈现在苹果iPhone上的心电图—“作为一名心脏病医生,你可以在世界的任何地方通过手机实时地监控到病人的心脏和脉搏跳动情况,在我身上,这一切已经发生了。”

埃里克·托普是全美最早把诊疗和对病人的服务搬上移动平台的医生,也是一名传统医疗工具的终结者。

在他看来,这是医疗的未来。

这也是科技公司创业者和风险投资者的普遍期许—市场研究公司ABI在2011年12月发布的一份报告称:到2016年,无线网络医疗服务的市场规模将达到13.4亿美元,届时将有3000万台移动设备与无线网络中的“医疗局域网”相连接,可佩带在人们身上的无线医疗感测器将达到1亿台。

这些“感测器”将感知你的体温、心跳律动、脉搏、睡眠深度、血压和体内含氧量,甚至胎儿的心率情况—过去你可能听到过这样的“恐吓”,如果要实现上述功能,你得在身体内植入一块芯片。现在你知道了,其实一切都可以用 “非侵入”的方式进行。它们可能是一款戴在手腕上的心脏跟踪器,一款放在腰带上的血压测量仪,或者一条搭在身上脉搏位置的睡眠质量传感带。

它们连接着一个被数据构成的“互联世界”—这些数据变成了最终呈现在你手机和电脑屏幕上的“信息图”(Inforgraphic)。在一个屏幕上,那些不同颜色、字体、大小和随时变化的折线图记录着你的各种生命体征,它们也可以生成各种电子报告,发送到你和家庭医生的电子邮箱里。有的时候,这些数据还可以化身成一款催促和监督你体育锻炼的趣味程序和游戏……

一些大型科技公司已将医疗定位为下一个业务增长点。无线芯片和整体解决方案公司高通不久前宣布成立高通生命公司(Qualcomm Life Inc。),运营此前的高通无线医疗(Qualcomm Wireless Health)部门业务。高通同时还将设立规模为1亿美元的高通生命基金,用来扶持相关的移动应用创新与设备研发。它的第一个产品是用于无线医疗终端的2net 平台和集线器,目前已在美国上市,主要用于基于云计算的医疗数据信息整合与传输。

你可能已经意识到,关于医疗的未来已经被“移动互联网”这个最热门的领域绑架了。这并没什么不好。当一切辅助医疗、健康监控和改善的工具都变成了手机上的应用程序,当它们都可以通过3英寸到10英寸大小的可移动屏幕随时呈现在你、医生和健康教练的面前,这些被聚合的健身与健康数据,被应用和智能传感器设备构成的生态系统收集、传输并通过应用编程接口互动—再通过一个简单的控制面板为用户提供跨平台和移动设备的服务。这个描述起来有点复杂的过程,让医疗与健康变成了不是那么复杂和奢侈的事。

而对投资者、创业者和关注无线互联网未来的人们来说,在经济持续下挫和对投资泡沫的担忧与日俱增的情况下,与医疗相关的投资看上去像是最可能在“移动互联网”这个重灾区领域避免泡沫泛滥的方向。原因很简单,人们对移动互联网的真正需求,不应该是一两款《水果忍者》和《愤怒小鸟》的游戏那么简单,更不会是几款寻找附近陌生人搭讪的工具,它总应该是一点更迫切和必需的事—你很难想象医疗与健康不在其列。

在ABI的报告中,其预测的13.4亿美元无线医疗与健康的市场规模中,有4亿美元将来自那些与健康和医疗相关的移动应用程序,人们似乎更愿意为这些程序付费—这是一个用Apps和软件改变医疗与健康行业的好时代。

旧金山和硅谷仍是风向标,这里出现了专门针对医疗健康创业的投资俱乐部和孵化器—如果你的创业项目与医疗相关的话,你可能未必需要去找创业教父保罗·格雷厄姆和他著名的创业训练营Y Combinator,你需要的可能是Rock Health,一个针对移动医疗创业项目的投资基金、创业训练营和孵化器—在你提交完申请表格后,会有投资者与医疗健康专家组成的评估小组进行评估,每期选择10个项目展开为期5个月的“夏令营培训”—它们也会像Y Combinator的种子团队那样,得到一笔至少2万美元的项目启动资金,并由Rock Health提供办公场地,以及法律、市场营销等配套的支持。

这个医疗领域的Y Combinator同样有着强大的创业导师和顾问阵容:包括Facebook开放平台的早期设计者、移动社交网络Path的创始人兼CEO戴夫·莫林(Dave Morin),Twitter的工程副总裁迈克尔·阿贝特(Michael Abbott),以及来自医学领域的专业人士美国食品与药品监督管理局(FDA)副局长斯科特·戈特利布(Scott Gottlieb)和基因测试公司23 and Me的联合创始人琳达·埃维(Linda Avey)等。Rock Health还与一些医院和医学机构建立了联系,以确保它孵化出来的创业团队不会从一开始就离市场太远。

从加入Rock Health的第一期公司来看,它们中的大部分显然是简单而有趣的应用程序开发者—比如Inside Tracker,这是一款透过感应器量化身体内维生素和其它营养成分含量的应用工具,它还可以向你推送优化健康和体育运动的建议;还有Cell Scope,它通过将智能手机的摄像头连接到Web平台上,创建了一个让你在家就可以接受疾病诊断的系统。该公司正在试验一个诊断儿童耳部感染的智能手机附件,每年美国医生因这种疾病而出诊的次数达3000万次。而Pipette让医生在整个治疗过程中使用智能手机和平板电脑监督和教导病人,以帮助病人康复,改善治疗效果,并发现预防保健的机会。

它们甚至可以感知你的大脑运动:比如BrainBot,它采用了哈佛大学和麻省理工学院的最先进成果,让你轻松地提高大脑性能,从压力管理技巧,更好地集中注意力,到提升冥想的效果—对创意工作者来说,这可能是个福音。重要的是,通过无线实现的未来医疗并不局限在人们的生理机能上,它甚至能影响和改善人们的头脑和心理健康。

这些围绕着医疗的创业项目正在通往商业成功的道路上。旧金山最炙手可热的创业者、Twitter和Square的联合创始人杰克·多西(Jack Dorsey)也对《第一财经周刊(微博)》说:如果有下一件能让移动数据通过互联网直接延伸到真实的物理世界,那么它一定是医疗。

杰克·多西本身就是这一过程的亲历参与者。他创立了两年的Square试图把人们的银行数据信息和现实的物理世界连接在一起—它率先推出了一个读卡器(Card Reader),让人们用智能手机和平板电脑就可以直接刷银行卡接受别人的付账。这个读卡器在任何一家苹果位于美国的零售店里都能免费领取。

但即便是杰克·多西的发明,也抵不过类似的医疗服务工具—另一款与Square类似的延伸的接入设备却不能免费获取,它起码卖到了几十美元—这就是移动睡眠监控工具提供商Lark的“睡眠腕带”。

Lark的睡眠腕带能追踪一个人的睡眠情况,并在某一时刻开始在你的手腕上震动,无声地将你“唤醒”,而不会吵到枕边的人(如果真的有那么个人的话)。而你只需要翻个身,用手指在iPhone上轻轻划一下就能关闭震动,接着睡眼朦胧地查看Lark追踪的信息:在过去的几个小时里,你醒了几次,什么时候醒的,都体现在一张睡眠图表里。

“它是一款移动应用程序,但也是一个独立的产品。”Lark创始人朱莉亚·胡(Julia Hu)对《第一财经周刊》说。因为目前仅仅在iPhone上才能运行Lark的睡眠监控程序,所以Lark“睡眠腕带”的销售大部分都是在苹果零售店里完成的。乍一看你会认为Lark是苹果的产品—它的简单、弧线、设计甚至包装盒的装置都与苹果的产品一模一样。Lark尝试与苹果庞大的零售系统商谈合作,但没想到苹果立即决定将Lark的腕带摆在苹果零售店里的显著位置上—他们已经追踪和关注Lark很久了。

朱莉亚认为,这是因为Lark产品的唯一性。“它能让人们用最简单的方式明白它将给你的睡眠质量带来什么。”她对《第一财经周刊》说。她承认Lark从苹果学到了很多关于产品、设计和营销的东西。但另一个方面,苹果也需要这样一款产品表达自己的态度:苹果关注人们的健康,它很重要。

“未来医疗”对移动互联网技术的反向推动也不容忽视。这一两年来,人们一直寻找着将互联网上的数据和服务直接延伸到线下的方式(O2O模式,Online to Offline)—团购和“增强现实”技术的应用是最直接的代表。然而团购的“线下服务”从来就不能真正地实现与互联网上的数据在时间上的完全同步,“增强现实”技术囿于媒介的局限,在广告和游戏领域仍处于尝试阶段。而现在你似乎应该清楚了,真正实时、同步和最实用的O2O服务,其实来自未来的医疗—任何一款移动终端设备与它连接的传感装置,都直接通往最具体和鲜活的Offline(线下)实体—你的身体、心脏、皮肤和大脑皮层。

当然,这并不是未来医疗的全部意义所在。这个变化带来的真正影响在于:它让属于你本人的健康信息真正地为自己掌握。它们不再被密封在医生的听诊器和诊所冷冰冰的机器设备里,那些数据和表格也不再只有医生才能查看,或只选择有限的几张投影和X光片传到你的手里,更重要的在于—关注你的生命体征、指数和健康状况,成了随时随地甚至每分钟都可以进行的事。

它改变着整个的医疗行业—并不仅仅是技术层面的。

如果你的手机上安装了Health In Reach这个工具,你也许就知道未来会发生些什么了。这个即将毕业于Rock Health的创业项目提供了一个“用户生成内容”的信息平台—你可以把它当作医疗领域的Yelp或大众点评网,如果在一些医疗项目上需要自付费用的话,这个平台能够让你了解到不同医生的教育背景、经验、价格和从业信誉等多方面的信息,甚至你可以参与“团购”某一个医生的医疗和服务—在社会保障体系之外的医疗实在是太贵了。

“透明的医疗市场”在任何地方都是一个姗姗来迟的东西—比起酒店和餐厅等基础服务来说,但现在,通过移动互联网的工具,它终于实现了。

而它的下一步是社交化。We Sprout 正在探索健康数据与社区之间的关系。它帮助父母从有类似经历的家长那里获得支持,以便更快地找到相关资源。而Omada Health是第一个将社交网络原则运用到合法的临床治疗上的公司,它用来制定糖尿病预防方案—它不但追踪患者个体的健康指数和病理情况,还对结果进行验证。重要的是,这些数据和进展还将被纳入一个“病友社区”,以实现集中追踪预防治疗,以及互相激励的效果。

但就像任何一项会让数据变得灵活、无处不在甚至社交化的服务那样,它引发了人们对隐私的担忧—对生命体征数据和健康的隐私似乎是更敏感和致命的事。“事实上在研究把数据和人体连接在一起的过程中,我们对于这背后的隐私保护、数据控制和信息安全的研究同时并行,”麻省理工学院媒体研究院新医疗研究总监弗朗克·莫斯(Frank Moss)对《第一财经周刊》说,“这是一个技术问题,也是一个社会问题和伦理问题。”

未来“医生”大检阅

文|CBN记者 文姝琪

手机应用类

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(微博)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(9760,0.00,0.00%)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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