Frost amp Sullivan:2025年,10大改变医疗行业的新科技人工智能、纳米机器人、3D打印

时间:2016-10-18 06:39:20   |    爱优艺术培训中心

  当医疗朝着个性化、无时空限制、持续性的方向发展时,我们需要确保有足够稳定的技术去支撑、满足需求,从而为患者提供精确而及时的诊疗服务。近期,全球企业增长咨询公司Frost & Sullivan对有前景的医疗技术进行了调研,并盘点了“2025年影响医疗模式的十大技术”。

  有意思的是,调研报告显示,计算机、机器人、纳米技术、电子业等领域的发展都对医疗行业的变革起着重要作用。下图简明扼要地表现了正在或者即将改变医疗模式的前沿科技,并对他们商业化和成熟时间进行了预测。

  量子计算(Quantum Computing)

  随着精准医疗的发展,基因、环境、个体生活习惯、健康指标、患者诊疗资料等多重信息无疑正在开启一个更大的数据库。截止2025年,这些数据将呈指数增长。届时,即便是超级计算机也不能快速地运转起如此大规模的数据库。然而,量子计算比传统的电脑拥有更强大的计算能力,它能够解决一些高度复杂的医疗问题。目前,它的普及面临着电子不连贯的局限。科学家们希望不久的将来我们能够克服这些困难。

  人工智能(Artificial Intelligence)

  IBM’s Watson(图片来源:Michael Nagle/Bloomberg)

  尽管人类分析和解决问题的能力远远优于其他物种,但是我们仍然在快速处理信息领域受限。人工智能能够以更快的速度、更深的层次处理数据,从而帮助人类从大量非结构化数据中找到不一样的视角,例如IBM的Watson可以在15秒读取4000万个文档。

  人工智能还具备卓越的学习能力,可以实现个性化分析目标,因而可以广泛应用于医疗领域:它可以协助医生做出准确地诊断(例如IBM Watson Health),预测候选药物的治疗效果(例如Atomwise)以及挖掘医疗记录数据以便改善医疗护理方案(例如Google DeepMind Health)。

  医疗机器人(Robotic Care)

  2015年4月15日,中山大学第一附属医院利用达芬奇机器人手术设备开展肿瘤切除手术(图片来源:VCG/VCG via Getty Images)

  机器人在医疗领域的应用已经有一段历史,例如达芬奇机器人手术系统。现在,机器人应用程序更迭快速,2025年医疗机器人手术操作系统势必将影响现有的模式:

  得益于远程监控,机器人系统能够让医生跨越地理距离实现远程诊疗,例如InTouch Health;医疗机器人能够在医院内负责包括药物、检验样本、患者食物甚至于垃圾等在内的物品运输,例如Aethon的 TUG robots;医疗机器人还可以给特殊的病人提供康复等护理帮助,例如Robea/Riba robot;针对患有自闭症、恐惧症等精神类疾病的患者,机器人能够充当医疗助力的角色,例如exist–Phobot、PARO、NAO和Milo。

  纳米机器人(Nanorobots)

  当发展至纳米级别,机器人能够发挥完全不同的功能。考虑到它可以通过血液循环进入人类内部,所以越来越多的科学家们试图探索纳米机器人在病理监控、行使功能(携带氧气、消灭病原菌)、靶向运输药物(治疗癌症、阻止内出血)、纳米级手术等方面的应用潜力。纳米科学和生命医学的结合衍生出纳米医学,它在药学、再生医学、医疗影像、诊断技术等方面都可以革新传统医学。

  人体电子化(Cyborgization)

  2016年8月16日在瑞士苏黎世,Robert Radocy 获得“人机体育大赛”(Cybathlon)的冠军(图片来源:MICHAEL BUHOLZER/AFP/Getty Images)

  也许2025年,不仅仅是机器人进入我们的身体,也许我们身体的一部分也会转变成电子化。这种概念现在多见于假肢、器官替代物等应用,这些代替器械可以让肢体或者感官重获功能,甚至于恢复至正常水平。除了仿生的假肢,预估已有3-5万人体内植有RFID芯片。未来,我们的四肢、视觉或者听觉的能力将被增强。

  脑机接口(BCI)

  2016年10月8日,韩国选手Hong Gi Kim正在进行“人机体育大赛”的脑机接口决赛(图片来源:MICHAEL BUHOLZER/AFP/Getty Images)

  人体电子化的另一种表现形式是“脑机接口”。它是指在人脑和外部设备之间建立直接的连接通路。这一技术最常见的应用是实现脑成像、监测神经活动。同时,脑机接口技术正有望实现“神经搭桥”:借助脑机接口设备帮助瘫痪患者能够重新活动四肢。现有的应用案例包括耳蜗移植、心脏起搏器,此外,视网膜植入器(恢复视力)、脊椎刺激器(缓解疼痛)等应用技术也正在研发的路上。

  便捷式诊断设备(Diagnostic Device)

  不少研究团队正试图开发一种手持便捷式诊断设备,它可以在数秒内扫描人体器官并诊断疾病。虽然这一设想还未实现,但是目前的研究已经逐步在各科、各器官实现应用。2012年,“Tricorder X Prize 大赛”启动,旨在促进包括咽喉炎、睡眠呼吸暂停、心房颤动等在内的13种疾病的诊断设备的开发,参加比赛的设备被要求操作页面友好、重量不超过5磅。这一大赛的最终优胜者将于2017年揭晓,届时希望这些设备将于2025年投入市场化。

  数字化诊疗(Digital Avatars)

  2025年,患者或许可以借助便携式诊断设备进行自我检测,但是他们依然需要医生给予结果分析和诊断。当然,远程医疗将是一种选择。此外,患者还可以求助于类似于手机语音助手的设备,例如全息投影医生Dr. WebMD。

  Dr. WebMD借助全息投影技术实现与患者的面对面交流,并给予查询服务。它依赖于人工智能技术,可以同时解决多种问询。除了解决患者疑问之外,它还可以帮助患者通过网络预约到医生,并向医生反映患者的症状和顾虑,构建一个数字化医疗护理模式。

  增强/虚拟现实(Augmented/Virtual Reality)

  2016年3月24日,法国软件工程师Eric Brinette演示HRV融合增强现实、虚拟现实、3D技术开发的 “VirTeaSy Surgery”系统模拟手术过程(图片来源:JEAN-FRANCOIS MONIER/AFP/Getty Images)

  增强现实和虚拟现实技术的应用是多方面的,可以同时为医生以及患者提供更多的便利和保障。借助于虚拟技术,医生可以模拟手术过程,实现人体解剖学的研究和教学工作。增强现实技术可以让医生更精确地“看穿”解剖结构,了解器官、血管的位置。对于患者,这两项技术多用于治疗恐惧等多种精神类疾病中。随着技术发展,我们期待2025年将出现更多、更高级的应用程序。

  3D打印(3D Printing)

  患有先天右手畸形的男孩获得3D打印的“双手”(图片来源:JEFF PACHOUD/AFP/Getty Images)

  生物3D打印技术多应用于个性化植、介入器械以及药物研发中。此外,皮肤、血管、器官等活性组织的生物打印也是其在再生医学的一大应用前景。目前,3D打印血管、气管已经在临床中开始使用,而3D打印肾脏、肝脏则主要用于药物毒性测试。相比于传统的制造方法,生物3D打印技术更适合“个性化”。

  备注:文章编译、整理自“Ten Top Technologies That Will Transform The Healthcare Industry”。