【ZiDongHua 之創新自科文收錄關鍵詞: 生命科學領域  醫療  手術機器人  機器人自動化 】

科技正讓醫療服務悄然升級

5G、人工智能(AI)等技術不斷更新迭代,正在為醫療保健領域插上智能化騰飛的“翅膀”。從功能向智能的進化,不僅讓未來的醫院煥然一新,也讓患者能享受到更快速精準的醫療服務。近期美國《連線》雜志列舉了醫療領域將出現的幾項技術進步。

 

全自動手術機器人

世界各地已經開發出多種機器人系統并用于治療人類患者。最典型的例子就是達芬奇外科手術系統。但該系統不是自主的,這意味著該機器人不能獨立執行任何手術任務。

美國約翰斯·霍普金斯大學研究人員發明了一種名為STAR(智能組織自主機器人)的手術機器人,可以獨立進行手術。該機器人配備了3D視覺和機器學習算法。外科醫生手動暴露出組織邊緣后,STAR拍攝圖像并根據組織的形狀和厚度制定縫合位置計劃。一旦人類操作員批準了該計劃,STAR就會獨立地將組織縫合起來。如果組織變形或移動超過設定的閾值,STAR會詢問外科醫生是否應該創建一個新的手術計劃。這一過程不斷重復,直到機器人完成整個手術。去年,STAR成功地縫合了豬腸道的末端,在豬組織模型上進行了腹腔鏡手術。

還有像iKnife這樣的能“嗅出”腫瘤的智能手術工具,可以在幾秒鐘內識別癌癥等疾病。這項技術由英國倫敦帝國理工學院的學者發明,工具結合了電外科手術刀和質譜儀。它的功能是向活檢組織施加電流,并對其產生的煙霧進行化學評估。在最近的一項研究中,iKnife對子宮癌的診斷準確率達到了89%。

更智能的疾病監測

今年3月,法國智能家居制造商Withings推出了一款獨特的科技產品,名為U-Scan。這是一種安裝在馬桶上的90毫米鵝卵石形狀的尿液分析裝置,可以檢測尿液中的生物標志物,包括酮和維生素C水平。這款智能馬桶的電池續航時間為3個月。

Withings表示,尿液中含有3000多種代謝物,可以立即反映人體的平衡和健康狀況。而該裝置可以通過檢測黃體生成素和pH值水平來跟蹤女性每月的荷爾蒙變化,并將檢測結果同步到手機App上。這些測量結果的結合可以幫助人們監測身體代謝,以優化他們的日常水分和營養攝入量。它還可以為用戶推薦鍛煉計劃,提供飲食建議。

澳大利亞和伊拉克工程師團隊開發了一種設備,能監測患者血壓而不需要身體接觸。該設備只需近距離拍攝患者10秒,并使用圖像處理算法分析視頻,該算法可以從額頭的兩個區域提取重要的健康信號。

3D打印器官變成現實

去年6月,再生醫學制造公司3DBio Therapeutics宣布,一名來自墨西哥的20歲女性移植了由她自己的細胞3D打印的耳朵。這名女性出生時患有先天性小耳畸形,有一只畸形耳朵,3DBio Therapeutics用她本人的活細胞制造出3D打印移植耳朵,并為其進行了移植手術。新打印的耳朵形狀與這名女性的左耳精確匹配。移植的新耳朵還會繼續再生軟骨組織,使其具有天然耳朵的外觀和手感。這一成功也標志著組織工程向前邁出重要一步。

虛擬現實心理治療

據去年4月發表在醫學雜志《柳葉刀·精神病學》上的論文,來自英國牛津大學和健康技術公司Oxford VR的研究人員發現,VR療法比傳統療法更能有效緩解廣場恐懼癥患者的癥狀。廣場恐懼癥是成人常見的一種焦慮障礙,患者常表現出對在公共場所或開闊地帶停留時的恐慌癥狀。研究人員開發了一種基于VR的自動化認知行為療法(CBT)工具——gameChange,通過參與模擬現實世界的情景,可以幫助患者克服廣場恐懼癥。用戶只需要戴上耳機并啟動程序,就可以接受治療,無需計算機、相機或電線等。

此外,gameChange的療法也可用于治療精神病患者。例如,系統將病人放在模擬的環境中,比如咖啡館或公交車上,可以讓其克服對現實的恐懼。