Vetenskap inspirerar science fiction, eller vice versa? När det gäller medicinsk teknik har den gamla gamla Star Trek-serien inspirerat generationer av forskare runt om i världen. För inte länge sedan tilldelades två lag Qualcomm Tricorder X-priset för att utveckla handhållna enheter som kan diagnostisera en rad sjukdomar och kontrollera patientens vitala tecken utan invasiva tester. Den medicinska "tricorder" från "Star Trek" togs som grund.
I serien använde läkaren en tricorder och dess avtagbara skanner för att snabbt samla in patientdata och omedelbart visste vad som var fel med honom. Det kunde testa organfunktioner och bestämma sjukdomar eller deras orsaker, och innehöll också uppgifter om olika former av främmande liv. Hur nära är vi att skapa en sådan enhet (förutsatt att vi inte behöver analysera utomjordingar med den)?
Huvudmålet för de två pristagarna är att kombinera flera tekniker i en enhet. De har ännu inte skapat en universell allt-i-ett-maskin, men de har gjort betydande framsteg.
Huvudvinnaren, DxtER, skapad av det amerikanska företaget Basil Leaf Technologies, är i själva verket en AI-driven iPad-app. Den använder en serie icke-invasiva sensorer som kan fästas på kroppen för att samla in data om vitala tecken, kroppskemi och biologiska funktioner. Liknande teknik från Taiwans Dynamical Biomarkers Group ansluter också till en smartphone och flera trådlösa handhållna testmoduler som kan analysera vitala tecken, blod och urin och hudmanifestationer.
Domarna sa att båda enheterna nästan uppfyllde riktmärken för att korrekt diagnostisera 13 sjukdomar, inklusive anemi, lungsjukdom, diabetes, lunginflammation och urinvägsinfektion. Detta är de mest framgångsrika ansträngningarna vi har sett med hjälp av ett bekvämt, enhetligt och bärbart diagnostiskt system.
En del av framgången har kommit från utvecklingen av olika tekniker som utgör allt-i-ett-system, även om de verkligen fortfarande har en lång väg att gå. De kanske mest avancerade är övervakningsenheter för mobila vitala tecken. ViSi Mobile System kan till exempel fjärrövervaka alla vitala tecken, inklusive blodtryck, syre i blodet, hjärtfrekvens och elektrisk aktivitet och hudtemperatur. Den använder elektrokardiogramsensorer (EKG) som är fästa vid bröstet, en trycksensor för tummanschetten, båda fästa vid ett avtagbart armband, som överför alla signaler trådlöst till en stationär eller mobil enhet med samma noggrannhet som konventionell intensivvårdsutrustning …
Alla de olika datasensorerna från ett sådant system måste ge meningsfull data - och detta kräver speciell programvara. Airstrip Technologies-programvara kan extrahera information från hundratals olika typer av patientövervakare och annan utrustning, inklusive medicinska journaler, skanningsresultat och till och med anmälningssystem, för att måla en fullständig bild av patientförändringar i realtid.
Bärbar bildteknik är en annan viktig del för att diagnostisera en patient och tillhandahålla relevant information. Det finns redan miniatyr USB-ultraljudssonder som kan anslutas direkt till en smartphone för att producera omedelbara ultraljudsbilder. Med kvaliteten på mobila kameror och bildfunktioner kommer dessa tekniker bara att bli bättre inom en snar framtid. Omedelbar röntgen eller maskininlärningsdiagnoser av hudproblem blir lätt tillgängliga.
Kampanjvideo:
Data och diagnostik
Avbildning och vitala tecken ensamma räcker inte för en helt automatiserad enhet som kan berätta vad som är fel med en patient. Den mest mogna tekniken vi har inom detta område är för diabetesövervakning. Bärbara blodsockermätare, som kan användas för att testa en droppe blod på papper, kan redan anslutas till mobilappar för att bedöma svårighetsgraden av tillståndet.
Under tiden utvecklas helt icke-invasiva mätmetoder för glukos som inte kräver att du stickar ett finger för att få en droppe blod. Dessa inkluderar analys av svett eller interstitiell vätska som ligger några mikrometer under hudytan (ovanför smärtnerven).
Flera innovativa företag runt om i världen fokuserar på att använda dessa ficksystem för att diagnostisera andra sjukdomar, inklusive hiv, tuberkulos, bakterieinfektioner och hjärt-kärlsjukdomar. De förlitar sig på en viktig mikrofluidteknik som använder specialdesignade mikrochips för att manipulera små mängder vätska.
Allmänt känt som lab-on-a-chip, reducerar det ett komplett kliniskt laboratorietestsystem till en enhet några centimeter över. Du kan ta ett prov, förbereda det för testning (till exempel genom att isolera bakterier från blodet) och avgöra om det finns bakterier.
Även om betydande framsteg har gjorts i utvecklingen av partiklar och tricorder-delar, finns det fortfarande arbete att göra för att göra allt i en separat bärbar enhet. Det finns fortfarande mycket utrustning att miniatyrisera och vissa framsteg görs på bärbara datorer så att de kan bearbeta all information och data som behövs för en fullständig bild av patientens hälsa. Utveckling av djupare diagnostiska funktioner, såsom lab-on-a-chip och bärbara bildsystem, samt mindre invasiva testmetoder behövs också. Vi har inget tricorder än, men det närmar sig varje dag.
ILYA KHEL
