Наскільки ми близькі до створення цього медичного трикодера?

Наука надихає наукову фантастику або навпаки? У разі медичних технологій, старий добрий серіал «Зоряний шлях» (Star Trek) надихнув не одне покоління дослідників по всьому світу. Не так давно дві команди були нагороджені премією Qualcomm Tricorder X Prize за розробку кишенькових пристроїв, які можуть діагностувати ряд захворювань і перевіряти життєво важливі симптоми пацієнта без інвазивних тестів. За основу був узятий медичний «трікодер» з «Зоряного шляху».

В серіалі лікар використав трікодер і його знімний сканер для швидкого збору даних про пацієнта і миттєво розумів, що з ним не так. Він міг перевіряти функції органів і визначати захворювання або їх причини, а також містив дані про різних формах інопланетного життя. Наскільки ми близькі до створення такого пристрою (за умови, що нам не знадобиться аналізувати з його допомогою інопланетян)?

Основна мета двох лауреатів — об'єднати декілька технологій в одному пристрої. Вони поки не створили універсальну машину «все-в-одному», але істотно просунулися вперед.

Головний переможець DxtER, створений американською фірмою Basil Leaf Technologies, на ділі є додатком для iPad з штучним інтелектом. Він використовує ряд неінвазивних датчиків, які можуть бути прикріплені до тіла для збору даних про життєво важливі показники, хімічний склад тіла і біологічних функціях. Подібна технологія від тайванської Dynamical Biomarkers Group точно так само підключається до смартфону і декільком бездротовим портативним тестових модулів, які можуть аналізувати життєво важливі показники, кров і сечу, а також шкірні прояви.

Судді сказали, що обидва пристрої майже досягли контрольних показників для точної діагностики 13 захворювань, включаючи анемію, захворювання легенів, діабет, запалення легенів та інфекції сечових шляхів. Це найбільш успішні зусилля, які ми бачили, що задіють зручну, єдину і портативну систему діагностики.

Частина успіху пов'язана з розробкою різних технологій, які складають такі системи «все-в-одному», хоча їм, звичайно, ще належить пройти чималий шлях. Можливо, самими передовими є мобільні пристрої для моніторингу життєво важливих функцій. Наприклад, ViSi Mobile System може віддалено моніторити всі основні життєві показники, включаючи кров'яний тиск, кисень крові, серцевий ритм і електричну активність, а також температуру шкіри. Вона використовує датчики електрокардіограми (ЕКГ), прикріплені до грудей, датчик тиску в манжеті на великому пальці руки, обидва прикріплені до знімного браслету, який передає всі сигнали по бездротовій мережі на десктопное або мобільний пристрій з тією ж точністю, що і звичайне обладнання інтенсивної терапії.

Всі різноманітні датчики даних з такої системи повинні давати осмислені дані — і для цього необхідне спеціальне програмне забезпечення. ЗА Airstrip Technologies може отримувати інформацію з сотень різних типів моніторів пацієнтів та іншого обладнання, включаючи медичні записи, результати сканування і навіть системи сповіщення, щоб намалювати повну картину змін стану пацієнта в режимі реального часу.

Переносні технології візуалізації — це ще один елемент, необхідний для діагностики пацієнта та надання релевантної інформації. Вже існують мініатюрні ультразвукові зонди з USB, які можна підключати до смартфону для виробництва миттєвих ультразвукових знімків. З якістю мобільних камер і можливостями обробки зображень, ці технології будуть ставати тільки краще в найближчому майбутньому. Миттєві рентгенівські знімки або діагноз проблем шкіри з застосуванням алгоритму машинного навчання стануть цілком доступними.

Дані та діагностика

Одних знімків і інформації про життєвих показниках недостатньо для повністю автоматизованого пристрою, який може розповісти, що не так з пацієнтом. Найбільша зріла технологія, яку ми маємо в цій галузі, призначена для спостереження діабету. Портативні вимірювачі рівня глюкози в крові, якими можна протестувати краплю крові на папері, вже можуть бути підключені до мобільних додатків для оцінки тяжкості стану.

тим часом розробляються повністю неінвазивні методи вимірювання рівня глюкози, які не зажадають проколювати палець, щоб отримати краплю крові. До них належать аналіз поту або інтерстиціальної рідини, розташованої в декількох мікрометрів нижче поверхні шкіри (вище больових нервів).

Кілька інноваційних компаній по всьому світу приділяють особливу увагу використанню подібних кишенькових систем для діагностики інших захворювань, включаючи ВІЛ, туберкульоз, бактерійні інфекції і серцево-судинні захворювання. Вони покладаються на ключову технологію микрогидродинамики, яка використовує спеціально розроблені мікрочіпи для маніпулювання невеликими кількостями рідини.

Широко відома як «лабораторія-на-чіпі», вона дозволяє скоротити повну систему клінічних лабораторних випробувань до влаштування у кілька сантиметрів у поперечнику. Можна взяти зразок, підготувати його до тестування (наприклад, за рахунок виділення бактерій з крові) і визначити наявність мікробів.

Незважаючи на значний прогрес у розробці частинок і деталей трикодера,ще залишається робота, яку необхідно виконати, щоб зробити його цілком в окремому переносному пристрої. Потрібно миниатюризировать ще багато різного устаткування і досягти певного прогресу в портативних комп'ютерах, щоб вони могли обробляти всю інформацію і дані, необхідні для повної картини стану здоров'я пацієнта. Також треба розвиток більш глибоких діагностичних функцій, таких як лабораторії-на-чіпі і портативні системи візуалізації, а також менш інвазивних методів тестування. Поки у нас немає трикодера, але з кожним днем він все ближче.