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柔性微電子
柔性微電子(Flexible Microelectronics)能夠適應(yīng)不規(guī)則的人體組織形狀,并配合這些組織的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)感知能力,將來(lái)甚至還能針對(duì)不同的生理參數(shù)做出反應(yīng)。在這方面,谷歌隱形眼鏡是一個(gè)代表。
谷歌去年1月宣布,正在研發(fā)一款智能隱形眼鏡,可通過(guò)分析佩戴者淚液中的葡萄糖含量幫助糖尿病患者監(jiān)測(cè)血糖水平,從而免去糖尿病患者取血化驗(yàn)的痛苦。該隱形眼鏡內(nèi)置上萬(wàn)個(gè)微型晶體管和細(xì)如發(fā)絲的天線,以無(wú)線形式發(fā)送到智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上。
伊利諾伊大學(xué)教授約翰•羅格斯(John Rogers)聯(lián)合華盛頓大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一款柔性套環(huán),能夠包裹在一顆跳動(dòng)的兔子心臟的外部,以3D形式監(jiān)測(cè)其電活動(dòng)。在不久的將來(lái),該技術(shù)可能被用于高精確感知和響應(yīng)心律失常。
此外,羅格斯教授還研發(fā)出了一款柔性皮膚“補(bǔ)丁”,能夠記錄心電圖和腦電圖信號(hào),并以無(wú)線形式發(fā)送到智能手機(jī)或其他設(shè)備上。
3D打印
近期,3D打印得到了極大關(guān)注。在過(guò)去的一年,我們已經(jīng)看到3D打印技術(shù)被應(yīng)用到替換骨骼,為戰(zhàn)區(qū)受傷人員安裝義肢,以及外科手術(shù)中。
正如我們所報(bào)道,南蘇丹(South Sudan)的“Project Daniel”項(xiàng)目,以及多倫多大學(xué)和Autodesk烏干達(dá)研究中心聯(lián)合推出的一個(gè)類似的項(xiàng)目,都在為當(dāng)?shù)厝颂峁?D打印義肢服務(wù)。無(wú)需昂貴的費(fèi)用和外 部專家,經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的當(dāng)?shù)毓こ處焾F(tuán)隊(duì)即可為這些戰(zhàn)區(qū)受傷人士定制義肢。
3D打印在醫(yī)療領(lǐng)域更激進(jìn)的用途還包括,為荷蘭一婦女打印了新的頭蓋骨,為英國(guó)一男子進(jìn)行了面部整形手術(shù)。此外,在一次面部移植手術(shù)中,醫(yī)生還根據(jù)患者的CT掃描打印了一副1:1的頭骨。
在中國(guó),3D打印的鈦脊骨被成功移植到患者身上,解決了罕見(jiàn)矯形條件和非尋常解剖結(jié)構(gòu)下的移植難題。在密歇根大學(xué),3D打印的氣管夾板被用在孩子的呼吸道上,挽救了他的生命。
雖然3D打印目前尚處于臨床前的試驗(yàn)階段,但我們相信,被普遍應(yīng)用于人類的那一天將很快到來(lái)。
智能感應(yīng)義肢
美國(guó)男子李斯•巴夫(Les Baugh)40年前因電事故失去雙臂,但約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室(JHUAPL)卻為他安裝了兩條可用“意念”控制的義肢。
醫(yī)生們必須激活那些死去的神經(jīng),并且讓它們和胸口的神經(jīng)進(jìn)行對(duì)接,這樣他才能通過(guò)“意念”來(lái)控制他的義肢。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練,巴夫已經(jīng)能夠控制雙臂進(jìn)行一些復(fù)雜任務(wù)。雖然該系統(tǒng)尚處于初級(jí)階段,但毋庸置疑,未來(lái)的義肢將擁有更大的“自主權(quán)”。
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)和意大利比薩圣安娜大學(xué)(SSSA)研究人員開(kāi)發(fā)出了一種新型智能義肢,在指尖處裝有觸覺(jué)傳感器,能夠感知所觸摸的物體。這種義肢通過(guò)與人體神經(jīng)相連,能夠向佩戴者反饋物體軟硬以及形狀等信息,從而能在一定程度上模擬人體的手部觸覺(jué)。
得益于俄亥俄州立非營(yíng)利研發(fā)機(jī)構(gòu)Battelle的“神經(jīng)橋”(Neurobridge)技術(shù),一位四肢癱瘓的男子又能重新抬起手臂。“神經(jīng)橋”是一種用于脊髓損傷病人的電子神經(jīng)支路,就像一種高清晰的肌肉刺激“管套”,將病人的腦和肌肉直接相連,讓他們能按自己的意愿實(shí)現(xiàn)對(duì)自身肢體功能性控制。如今,這名 男子已經(jīng)能夠轉(zhuǎn)動(dòng)手腕、握拳、合攏手指等,看起來(lái)就像正常手臂一樣。
XStat快速止血系統(tǒng)
如果患者嚴(yán)重出血,無(wú)論是在戰(zhàn)場(chǎng)上,還是急救車上,僅僅靠紗布和外部壓力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。美國(guó)公司RevMedx研發(fā)的Xstat是一種新型止血海棉注射器, 可以將含有抗菌凝血?jiǎng)┠拖鬃饔玫母材ずC拮⑷霂子⒋缟畹膫冢?5秒之內(nèi)就能有效止血,比傳統(tǒng)的塞紗布或傷口加壓更有效。
作為一種注射器,Xstat的使用很方便,尤其是在時(shí)間緊迫的情況下。為了確保沒(méi)有任何殘?jiān)贿z忘在傷者體內(nèi),Xstat的每顆海綿丸上都刻上了一個(gè)大大的藍(lán)色X,在X光下能看到止血海綿的位置。
糖尿病監(jiān)測(cè)/血糖控制
我們前文說(shuō)過(guò),谷歌研發(fā)的智能隱形眼鏡可通過(guò)分析佩戴者淚液中的葡萄糖含量,幫助糖尿病患者監(jiān)測(cè)血糖水平。但目前,他們?nèi)孕枰咳詹裳?。于是,Genteel無(wú)痛采血設(shè)備誕生了。它能在采血部位形成真空,產(chǎn)生震動(dòng),然后以極快的速度刺入,幾乎是無(wú)痛的。
得益于普林斯頓大學(xué)的激光血糖儀,刺入式采血將來(lái)可能被淘汰。該設(shè)備使用中紅外光,能夠滲透進(jìn)人體細(xì)胞并被血液中的糖分吸收。通過(guò)測(cè)量被吸收的光量,就可以估算出個(gè)體的血糖水平。測(cè)試者只需將手掌放在激光束發(fā)射源,就可以在顯示屏上讀數(shù)。
此外,以色列公司Beta-O2還研發(fā)出了生物人工胰腺,并在瑞典烏普薩拉大學(xué)醫(yī)院展開(kāi)臨床測(cè)試。這套設(shè)備被稱為ßAir, 基本上就是一個(gè)生物反應(yīng)器,由胰島和生產(chǎn)胰島素和胰高血糖素的設(shè)備組成,工作原理與健康的胰腺類似。
在可靠的生物人工胰腺出現(xiàn)之前,我們已經(jīng)擁有了在某種程度上模仿胰腺功能的產(chǎn)品,例如,已獲得FDA(美國(guó)藥品食品管理局)批準(zhǔn)的Animas Vibe胰島素泵和Dexcom G4 PLATINUM血糖監(jiān)測(cè)儀,這兩款設(shè)備能確保血糖水平在控制范圍之內(nèi)。
放射成像設(shè)備
荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心正在打造一個(gè)實(shí)驗(yàn)室,同時(shí)引進(jìn)兩臺(tái)設(shè)備:Elekta直線加速器和1.5 Tesla MRI磁共振成像儀。這兩種設(shè)備的組合前所未有,由于成像和治療能同時(shí)進(jìn)行,希望能夠提供更準(zhǔn)確的腫瘤治療。
無(wú)人機(jī)救護(hù)
當(dāng)一位嚴(yán)重的心律失?;颊卟“l(fā)時(shí),除顫器通常是唯一能夠阻止死亡的設(shè)備。但是在許多地方,自動(dòng)體外除顫儀(AED)十分罕見(jiàn),而給予患者的時(shí)間卻只有幾分鐘。
于是,荷蘭代爾夫特理工大學(xué)(TU Delft University)一名學(xué)生開(kāi)發(fā)了一架配備了除顫儀的可飛行無(wú)人機(jī)。急救人員可以控制該無(wú)人機(jī),從而盡快飛抵病發(fā)現(xiàn)場(chǎng)。目前,該無(wú)人機(jī)尚處于原型階段。
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