Медицина майбутнього які технології дозволять людям перемогти старість, хвороби та смерть, Технології
Біотех та медицина – одні з наймодніших, найзатребуваніших та найцікавіших напрямків у високотехнологічному бізнесі. Тисячі амбітних стартапів залучають мільярди інвестицій та представляють продукти, яким місце скоріше на сторінках фантастичних романів. Хірурги, які бачать ваше тіло наскрізь, невиразні оком датчики, що аналізують інформацію про ваше самопочуття, кібернетичні кінцівки для інвалідів, лазерні скальпелі, генна терапія, роботи-доглядальниці та багато іншого. Як все це змінює світ медицини і що на нас чекає в найближчому майбутньому?
Діагностика
Основа лікування – правильний діагноз, тому майже третина сучасних компаній у біотесі так чи інакше пов'язані з моніторингом фізичного стану людини. Найбільш перспективний напрямок розвитку — впровадження в організм мікродатчиків. Це можуть бути невеликі таблетки на кшталт створюваних FitBit або біометричні татуювання, такі як VivaLNK, або RFID — мікрочіпи, що імплантуються під шкіру. Подібні датчики не тільки в режимі реального часу вимірюють усі важливі параметри здоров'я, але й створюють повноцінну медичну карту в хмарі, яку може використовувати лікар.
Проекти на кшталт Qualcomm Tricorder X Prize або Viatom Check Me, що вимірюють пульс, температуру тіла, насичення її киснем, систолічний та артеріальний тиск, фізичну активність та сон відкривають нову сторінку у медичній допомозі. Замість поточних симптомів лікар бачить динаміку протягом місяців. Самі пацієнти отримують можливість оперативніше помічати негативні зміни у своєму стані, а медичні та страхові компанії використовувати більше даних для оптимізації витрат на лікування тастрахування.
Заміна та модифікація органів
Кростехнологічні проекти забезпечують прориви у більшості медичних напрямків. Наприклад, поєднання 3D-сканування, 3D-друку, просунутого софту та нових полімерів зробили революцію в галузі стоматології. Якщо раніше люди змушені були випрямляти зуби та виправляти прикус за допомогою болючих, довгих операцій, на кшталт протезування чи брекетів, то зараз на ринку з'явилася технологія «елайнерів», індивідуальної програми використання прозорих фіксаторів із мінімум незручностей. Ще п'ять років тому, коли я тільки заснував компанію StarSmile, про елайнери в Україні знали одиниці, сьогодні – ця технологія міцно входить у нашу дійсність, особливо з появою більшої кількості біосумісних матеріалів. У світі вже з'явилися спеціалізовані компанії типу німецької Next Dent, зосереджених тільки на розробці нових матеріалів. І їхні зусилля вже приносять свої плоди: сьогодні доступні матеріали, з яких можна друкувати пластикові коронки або цілі знімні протези в декількох кольорах.
Медична 3D-друк та біотехнологічна промисловість заново проектують весь світ фармацевтики та донорських органів. 2016 був роком успішного 3D-друку печінки, артерії та кістки. Пересаджені органи показали успішне приживлення: оскільки нові тканини засновані на генетичній карті самого пацієнта, ризик відторгнення при вдалій пересадці мінімальний. Понад те, нові органи самі розвивали у собі мережу судин і капілярів. Цього року Harvard's Wyss Institute наблизився до створення штучної нирки. І вже найближчим часом лікарі зможуть надрукувати заміну для будь-якого органу в нашому тілі. Аналогічна ситуація у фармацевтиці – 3D-принтери будуть готувати для пацієнтів дози ліків,роздрукованих на місці за моделлю, підготовленою індивідуально лікуючим лікарем.
Паралельно з печаткою живих органів розвивається промисловість створення кіборгів. Зараз автоматизовані протези мають заміщаючий характер: мільйони пацієнтів носять імплантовані дефібрилятори або кардіостимулятори, роботизовані кінцівки, підключені до нервової мережі. Але потенціал розвитку цього напряму набагато вищий, ніж просте заміщення. Досягнення в галузі майбутньої медичної техніки будуть спрямовані не так на ремонт фізичних недоліків, як на створення органів більш досконалих, ніж спроектовані еволюцією. Зір у всіх областях спектру, посилені м'язи, серце, яке ніколи не перестане битися, легені, що дозволяють дихати під водою або в задушливому диму тощо. Але поки такі напрямки залишаються чисто теоретичними, працюють набагато простіші, проте ефективніші проекти на кшталт е-NABLING. Це програма з вільного обміну 3D-моделями доступних протезів плюс інструкції щодо їх друку та експлуатації.
Дослідження
Наступний найважливіший напрямок біотеху - модернізація процесу R&D. У цій галузі чітко помітні два найбільші напрями: вивчення геному людини та моделювання фізичних процесів за допомогою спеціалізованих програм. У світі вже випробовується ціла серія мікрочіпів, які можуть бути використані як моделі людських клітин, органів чи цілих фізіологічних систем. Переваги такої інновації незаперечні: замість довгих і небезпечних досліджень компанії можуть програмувати поведінку та реакцію людини на той чи інший подразник у контексті біотеху на ліки, що розробляються. Ця технологія спровокує революцію в галузі клінічних випробувань та повністю замінить тестуванняна тваринах і людях.
Проект розшифровки геному людини почався близько 30 років тому, але справжні прориви були пов'язані зі зростанням обчислювальної продуктивності комп'ютерів. Зараз ця робота близька до завершення, визначено більшість функцій генів у ДНК-ланцюжку людини. На практиці це означає початок ери персоналізованої медицини, коли кожен пацієнт зможе отримати індивідуальну терапію з ліками, що налаштовуються, і дозуваннями. Вже зараз існують сотні заснованих на фактичних даних для персональної геноміки. Метод швидкого генетичного секвенування був уперше застосований командою Стівена Кінгсмора для порятунку життя маленького хлопчика у 2013 році. Тоді це було неймовірним, вкрай витратним та унікальним за своєю ефективністю випадком. Вже в найближчому майбутньому це буде звичайною медичною практикою.
Операції майбутнього та нова освіта
У медицині ще довго буде необхідна присутність живих лікарів. Але завдяки технологіям у них у розпорядженні буде щось більше, ніж два звичайні очі: на допомогу прийде доповнена реальність. Вже зараз ця, на перший погляд, розважальна, технологія починає проникати в медичну сферу. Цифрові контактні лінзи від Google коригують курс лікування діабету через вимірювання рівня глюкози у слізних протоках. Розробка Microsoft Hololens (використання AR під час операцій) вже проходить тестування у Німеччині. Дані, що отримуються через сканування, проектуються на окуляри хірургу, так що лікар буквально може дивитися крізь тіло пацієнта, бачити кровоносні судини перед початком розрізу, визначати щільність і структуру тканини. Як додаткове покращення можна використовувати інтелектуальні інструменти: наприклад, хірургічний ніж iKnife від Imperial College працює яксвітловий меч джедаєв. Електричний струм дозволяє робити надрізи з мінімальною втратою крові, а випарений дим аналізується масспектрометром у режимі реального часу, даючи хірургу повну картину за складом тканин організму.
Ще одна сфера застосування AR – програми медичного навчання. 2016 року доктор Шафі Ахмед провела першу операцію з використанням камер віртуальної реальності в лікарні Royal London. Кожен бажаючий міг спостерігати за нею в режимі реального часу через дві камери, що дають огляд 360 градусів. Технології можуть повністю змінити формати профільної освіти: молоді медики вивчатимуть анатомію на віртуальних таблицях розсічення, а не на людських трупах, а сотні навчальних томів будуть перетворені на віртуальні 3D-рішення та моделі з використанням доповненої реальності. Саме в цьому напрямку зараз працюють такі компанії, як Anatomage, ImageVis3D та 4DAnatomy: інтерактивний софт, побудований на доповненій реальності та моделюванні ресурсів.
Турбота про пацієнтів та медичний суперкомп'ютер
Роботи поступово входять у світ піклування про пацієнтів. Робота лікаря – поставити діагноз, призначити лікування чи провести операцію, а цілодобовий догляд можна перекласти на плечі розумних автоматів. Зараз на ринку розвиваються одразу кілька подібних проектів. Робот TUG – мобільний пристрій, здатний нести кілька стійок, візків чи відсіків, які містять препарати, лабораторні зразки чи інші чутливі матеріали. RIBA і Robear використовуються в роботі з пацієнтами, які потребують допомоги: обидва можуть піднімати та переміщати пацієнтів у ліжку, допомогти пересісти в інвалідний візок, встати або підвестися, щоб запобігти пролежням, взяти низку аналізів та передати їх лікарі.
Як резюме