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前沿!未来医学颠覆性的十三项技术

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作者:大雪无痕、药事网成员

科技的飞速发展正在改变人类的生活方式,创造着全新的人类文明,在医疗领域也孕育着一场前所未有的革命。

下面我们来介绍一下未来医学颠覆性的十三项技术。

1、区块链技术

2019年10月24日中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习,“区块链”引起各个层面关注,相关的股票随即大涨,成为2019年下半年的一个“大风口”。

“区块链”是一种数字化“分类帐”,属于去中心化,在一个无限的网络系统中存储多份副本;具有可溯源、不可篡改、全程留痕、可以追溯、集体维护、公开透明等特点。增加了安全性,增加了信任性同时还保护了患者的隐私。

区块链提供了一个分散的数字分类帐,合作的各方可以使用区块链,生成智能合同来提高准确度和效率。区块链技术给医疗信息的管理提供了新的方案,使得电子病历的记录变得更加有效,不需要通过中介,也不需要病人管理自己的病例,即可防止病例的丢失和更改。

患者参加临床测试,如药品获批,患者就能够从智能合约立刻获益。区块链技术对临床试验技术、医疗账单、药品供应链和去识别病人信息传输具有高价值。

区块链是一场技术革命,更是一场认知革命。

2、基因测序

基因测序是一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性,如癌症或白血病、运动天赋、酒量等。基因测序相关产品和技术已由实验室研究演变到临床使用。

基因测序不仅可以用于治疗,用于预防更重要,普林斯顿大学的科学家创办了一家名为 genepeeks 的新公司,他们可以根据尝试怀孕夫妻的dna,创建虚拟宝宝,分析任何携带遗传性疾病的可能,而且这还可以用于准备接受捐精者在育儿时的选择。

基因测序使患者可以根据自己的需要来做预防、治疗,甚至买保险。人类的疾病非常复杂,它对每个个体的作用也不尽相同,个性化的医学治疗将成为趋势。

基因测序技术是一个改变世界的技术。

3、医疗大数据

大数据时代医疗系统开始收集非结构化的、实时、综合的数据。现在计算机已经能够运用机器学习,自然语言处理和高级文本分析程序去解析这些异构数据,大数据带来的变革是突破性的。

大数据有利于个性化医疗,将患者的基因结构和生活习性的数据进行比较,让医生预测健康问题。智能手机app以及其他医疗设备数据可以与医生实时共享,让医生做出最好的治疗。在临床试验方面,大数据可以帮助研究者更加准确以及有选择性地进行试验。

大数据为医院、政府医疗系统提高效益,减少医疗资源浪费,减少医疗费用不合理增长;增强预测流行病、治疗疾病、提高生活品质的能力;提高了人们对公共卫生的了解、对个人卫生更加全面的认识。

未来医疗大数据将进入高速发展阶段。

4、人工智能(ai)

人工智能的浪潮正在兴起,在医疗领域ai应用范围不断深入到医学影像、基因检测、辅助诊疗、新药研发、健康管理等方面,如利用 ai 自动生成医学影像报告、深度学习帮助临床医生预测阿尔茨海默病、利用ai研发流感疫苗、ai预测心脏病发作和中风、ai算法诊断先天性白内障和皮肤癌等等。未来人工智能在疾病筛查、药物研发、治疗方案决策等方面将发挥越来越重要的作用。

人工智能够读懂病人的病历,可以看病人的片子,具备学习能力。它查看着全世界所有最新的医学期刊和医学案例。

2016年德国海德堡大学做了一项关于皮肤癌诊断的实验,让58名医生和人工智能系统进行pk。结果显示,医生的正确诊断率为86.6%,而人工智能则高达95%。人工智能不仅能帮助医生进行诊断和治疗,甚至在许多方面能够替代医生。

目前新药的发明已经走进了死胡同,批准新药需要一个漫长复杂的过程,包括活性分子的发现、动物试验、人体实验等临床四期试验,耗资金额巨大,时间很长。未来有另外一条更安全、更快捷、更便宜的路线可走,人工智能虚拟患者进行测试,帮助新药的发明,通过模仿人体芯片,建立复杂的大系统。

人工智能的应用前景广阔而光明。

5、医疗机器人

2017年以后医疗领域涌现了一大批智能机器人:达芬奇机器人、纳米机器人、外骨骼机器人、钛米机器人、胶囊胃镜、自助式种植牙机器人、导医智能机器人、机器人药师等高科技相继亮相。

达芬奇机器人可以操纵小于人类的手大小的手术器械。达芬奇机器人手术和腹腔镜手术都具有创伤小,术后疼痛少,恢复效果快的优势,达芬奇机器人手术比腹腔镜手术更精准,还能避免医生长时间手术疲劳造成的误差。

纳米机器人是以分子水平的生物学原理为设计原型,设计制造可对纳米空间进行操作的“功能分子”器件。主要用于非侵入性治疗、细胞修复和非定域化的治疗。

纳米机器人

血液中的纳米机器人,在人体细胞里面放置纳米发动机,通过超声波控制它们。纳米发动机在低超声功率下对细胞的影响不大,但在提高功率后,它们会在细胞内移动,撞击细胞结构,调和细胞的内容物,甚至刺破细胞壁。纳米发动机也可通过从内部机械操纵细胞来治疗癌症和其他疾病。

血液微生物纳米机器人像白血细胞,通过设计可以更快和更有效的杀灭细菌或类似侵入物。细菌或病毒感染可能在几分钟内就被清除,而抗菌药物则需要几天的时间。纳米机器人也没有其他潜在的副作用。

导医、收费员、清洁工等将被机器人所代替,未来机器人药师也将取代人工药师进行拿药、配药、送药等工作。

让人担忧的是我们人类能否在未来掌控机器人。

6、3d打印技术

2015年fda批准aprecia制药公司的spritam(左乙拉西坦)速溶片正式上市,这是史上第一个fda批准的使用3d打印技术制造的处方药产品。

3d打印药物

3d打印的医疗模型让医生在手术前直观的看到手术部位的三维结构,帮助医生规划手术方案,提高手术的成功率。

3d打印的假体不仅可以依据患者的自身特点进行量体裁衣而制造,而且能够打印出与植入物一体的仿生骨小梁微孔结构,从而有利于人体骨骼的长入。

3d打印的口腔技术为牙科行业带来了精度高、成本低、效率高的优点,以及符合规范化生产链相符的口腔数据。

3d打印在人体器官的治疗、移植、修复方面,如再生医学、移植手术、手术规划将占据最重要的位置。可以打印带血管的组织、低成本的义肢、药品、量身定制的传感器、骨骼、心脏瓣膜、耳朵软骨、医疗器械、头盖骨、肿瘤模型、眼睛、合成皮肤、器官等。

如果3d打印能够打印分子的话,那么3d打印就能打印活的东西。

3d打印技术必将带来医疗领域的新格局。

7、远程医疗和远程保健

医生的短缺是全球性的问题,美国现在大概欠缺6万名医生,中国欠缺医生更多,特别是四、五线城市以及广大的农村,必须利用网络数字技术,远程医疗和保健成为必然。医生为患者诊治时可以不必在患者身边,医生能通过视频看到患者,而家用的一些检验设备也可以把患者的脉搏、血压、血象的信息告诉医生,供医生决策。将来有远程触觉仪器,医生可以隔空远程触摸患者,查看患者情况。

远程医疗将世界连在一起,拉近患者和医生的距离。

8、身体内外的传感器

物联网是基于传感器的,而传感器也可以装到患者的体内体外,传感器可以被嵌入到软组织中(如起搏器)、可吞咽型(智能药丸)、表皮生长的(智能皮肤或者数字纹身)、可穿戴的(衣服或者首饰)以及外置式的(传统的血压检测仪和智能手表)。有用传感器做成的尿片,有用传感器做成的文胸,有用传感器做的电子皮肤。

未来的人们可能与各种传感器一起生活。

9、小型、手持式、移动的医学设备

未来医学人员手里拿一个扫描仪,对着人扫一下,就知道身上哪儿有问题了。未来临床实验室将消失,取之而来的是小型、手持式、移动的、高效的医学设备,任何人不需经过训练就能使用。

未来对于普通人来说,测量健康和血液参数会变成一个普通、常规、廉价的过程。

10、高位截瘫的残疾人可以成为钢铁侠

一位患者高位截瘫,身上几乎都动不了,下肢没有感觉,她装上了整套的外骨骼之后,就可以正常的走路、跑、跳都没问题。残疾人可以用来摆脱行动不便,使生活能够自理。

目前简单的机械手还实现不了由大脑随意控制的目标,将来科学家们制造有敏锐触觉的义肢,大脑可以直接给这些设备下达命令。

未来的义肢,将改变残疾人的生活,使他们成为真正的普通人。

11、光遗传学

大脑是一个独一无二的器官,也是全宇宙最发达、最复杂的器官,前美国总统奥巴马曾批准了一个投入达 1 亿美元资金的大脑映射提案。光遗传学在2010年被《科学》(science)杂志誉为“十年来的重大突破”,它结合光学和遗传学方法,控制活体组织中单个神经元的活动。

光遗传学为癫痫病、帕金森病、强迫症、精神分裂症、抑郁症以及各种各样的癖嗜提供新的治疗方法。

12、干细胞,再生医学的未来

干细胞是一类具有无限的或者永生的自我更新能力的细胞、能够产生至少一种类型的、高度分化的子代细胞。

未来治疗方法把健康的干细胞移植到患者的体内,以达到修复病变细胞,或重建功能正常的细胞核组织的目的。在白血病、帕金森病、阿尔茨海默病、脑卒脊髓损伤等疾病治疗,起到良好作用。

干细胞,再生医学的未来,将重新定义生命。

13、人体冷冻法,使长寿不再是梦

人体冷冻不是把患者直接冻在冷库里,这样患者就死了,而是将患者体内的血液抽出来,换成冷的生理盐水,复活时,再将血液换回去。当然,这只是在猪身上实验过。法律不允许做这样的人体活体实验,这存在很大的伦理风险问题。

人类的长寿在未来指日可待,颠覆性医疗技术的发展,将会对心血管疾病、糖尿病和癌症等慢性疾病有着革命性的改变。

人类的长寿不再是梦。

科学技术的进步极大促进了医疗的发展,带领我们进入一个神奇的全新医疗世界。

我们每一个人都应了解这些颠覆性技术将怎样影响我们的工作和生活,尤其是作为一个现在或者未来的医务人员,该怎样做好准备,去更好地适应未来的急剧变化。

参考文献:

1、 区块链,换道超车的突破口。人民日报

2、 干细胞未来:转化医学、再生医学及精致医疗,大专家

3、 未来医学有多强大?带你领略正在颠覆未来医疗的五大技术,电子发烧友网工程师

4、 《颠覆性医疗革命》,麦斯可

5、 医学科技颠覆性技术展望 ,李永

6、 麦肯锡发布2025年12大颠覆性技术一半与医学有关,中国生物技术

7、 颠覆性技术和社会变革,北京物联网智能技术应用协会

8、 未来8种颠覆性作战技术,世界先进制造技术论坛

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