2024-07-08
神奇的医疗传感,让数字药丸、植入芯片成为可能
从 IT 到医疗,传感器的运用高速推进,影戏里的异想世界成为实际,只是迟早的事。
作者: 年夜康健派编纂 来历: 本站原创 2017-09-17 17:28:27
从 IT 到医疗,传感器的运用高速推进,影戏里的异想世界成为实际,只是迟早的事。10 年前,跟着第一代 iPhone问世,开启了以触控面板转变人类与呆板互动的模式。
血糖传感器再进化 连续性监控把握血糖变迁
就技能架构角度,触控面板之以是可以动作,是由于搭载了触控传感器(touch sensor)。而所谓的传感器,意指「能将待测物理量或者化学量转换成另外一对于应可记载的输出装配」,可用以吸收旌旗灯号,或者透过变迁量制动反映,运用功效重要为用来替换人类的感官,进而检测外界讯息,包罗视、听、触、嗅、味觉等。部门传感器还可侦测人类没法判定的讯息,如地磁、方位、超音波、紫外线等,搭配差别的节制芯片,运用相称广泛。
转头再看第一代 iPhone,上面搭载的传感器梗概就只要 200 万画素的影像传感器(CMOS image sensor,CIS)以及触控传感器两颗。今朝最新的 iPhone 7,1,200 万画素与 700 万画素的 CIS、指纹辨识器、触控传感器、气压传感器、重力传感器、三轴陀螺仪、加快传感器、靠近传感器、情况亮度传感器、磁传感器、辅助式全世界定位体系、全世界导航卫星体系、霍尔传感器等至少 14 颗传感器。
就 iPhone 的例子,每一一颗传感器都代表至少一种差别的功效运用,也代表着这 10 年间人类哄骗搭载传感器的装配、呆板,可以延长的运用越来越多,而医疗相干范畴也正热火朝天成长中。
胰脏的功效是排泄胰岛素以节制血液中的葡萄糖浓度。所谓的第一型糖尿病患者,其胰脏没法孕育发生胰岛素,假如血糖太低,病人会晕倒;假如太高,会对于眼睛、神经以及动脉形成持久的伤害。以是患有这类疾病的人必需天天刺穿手指查抄血糖,按照规划的炊事以及运动举行计较,并调解打针胰岛素。上述的血糖侦测动作,对于正常人的一样平常糊口显然是一个承担。很多人以至担忧,于晚上睡眠时期,若没法得悉血糖浓度,患者就没法实时醒来处置惩罚低血糖,可能致使可怕的后果。
传统的 指血检测 最年夜的错误谬误之一,就是检测与检测中间的血糖变迁是没法得悉的。而持续式血糖监测器就是为相识决这个问题,它可于血糖呈现异样时及时发出警讯,近几年最乐成确当属 Dexcom 的持续性血糖监测体系 G5.
Dexcom 建立在 1999 年,主攻持续性血糖监测器市场,2012 年 10 月经美国食物暨药物治理局(FDA)核准上市的第 4 代持续血糖监测器 G4 Platinum,可对于应如 iPhone、iPod、iWatch 等挪动装配,已经是美国最受接待的持续血糖监测器。
G5 则是更进步前辈的版本,与 G4 最年夜的不同是,可哄骗蓝牙无线传输,将监测数据间接上传到智能手机等挪动装配,提高用户便当性。别的,Dexcom 所设计的 App 运用步伐,除了了合用患者自己安装,也有提供应医师与家眷安装的版本,患上以进一步确保患者的血糖与康健状态。2�����APP016 年 12 月 FDA 批准 G5 上市,G5 并在本年 3 月得到联邦医疗安全(Medicare)纳入给付资历,可望造福更多糖尿病患者。
Dexcom 的 G5 监测体系包罗了一个小型血糖传感器与接管器,再透过智能手机或者平板计较机显示与统计相干数据。患者仅须将传感器插入皮肤,植入历程无痛也无血,纵然沐浴也能配戴;Dexcom 每一隔 5 分钟便可测一次构造间液的血糖数据,一天可测试 288 次血糖数据,并透过无线传输到接管器与智能手机等装配。按照丈量数据,监测器内建的算法将帮忙病患做出医疗决议计划,打针适当的胰岛素,以维持血糖一般浓度。
吞下一颗传感器药丸
就能追踪病患的用药状态
要让精力破裂症疾病的病患吃药是一件坚苦的事!不外,此刻有新的发现可以协助追踪病患是否准时吃药。按照一项统计研究,74% 患有严峻精力疾病的病患,于服药 18 个月后就会住手服药,以是用药的允从性对于这群病患是出格严峻的问题。
怎样相识病患用药的允从性?只有于病患的手臂上,贴一块像 OK 绷巨细、装有传感器的贴布,就能够追踪病患是否一般服药。侦测讯息的原理很简朴,只有吞下藏有小小芯片的药丸,芯片的两头别离加之了镁以及铜,一旦进入人体的胃,接触到胃酸以后,两种金属就会孕育发生小的电压,贴于手臂上的贴布就可侦测讯号,并传送得手机运用步伐,进而将信息传给病患家眷或者是医师。
日本年夜冢药厂以及美国加州的 Proteus Digital Health 互助,将医治精力疾病的脱销药 Abilify,装上具感测功效的芯片。
因为年夜冢的精力疾病用药 Abilify 以及 Proteus 可消化的芯片已经经由过程 FDA 批准,此刻两边将芯片装于 Abilify 药丸上,也就是新时代的数字药丸(digital medicine),但愿得到 FDA 批准上市。不外,FDA 还需要更多的临床数据才会批准药证。
据相识,2013 年 Abilify 是美国发卖第一位的药物,但 2015 年专利到期后,发卖直线下滑,年夜冢药厂但愿以其他体式格局晋升发卖额,数字药丸恰是一个好要领。
实在,数字药丸的成长不仅能相识病患服药允从性的问题,此中有很多待开发的年夜数据,可进一步相识药物运用与研发;是以,年夜药厂不肯缺席,而今朝诺华年夜药厂以及国际通信年夜厂高通,也配合投资 10 亿美元睁开研发。
神经尘微小如沙粒
方针:植入人脑汇集数据
2016 年炎天,美国加州年夜学柏克莱分校的研究团队于神经科学期刊《Neuron》揭晓研究,他们研发出一种名为 神经尘 (neural dust)的传感器,巨细只要 1 立方毫米、犹如沙粒,已经乐成植入试验鼠的肌肉以及神经。
这颗神奇的传感器,可植入人体汇集数据并刺激神经,同时拥有没有线充电功效,借着传感器内的压晶体管,透过超音波供给电源回传身体器官的监测数据。这项技能今朝可运用在周围神经体系,例如节制膀胱以及按捺食欲等;最终方针则是植入脑部,做为脑机接口,进一步用在节制义肢等。固然,神经尘要进入人体另有一段路要走,若想到达最终方针植入脑部,更是难上加难;由于要将传感器植入脑部且保用 10 年、以至一辈子,传感器至少要缩小到 50 微米,相称在一根头发的宽度才行,今朝仍是不成能的使命。
无疑的,这是体内及时监测数据的庞大革命,想象中的蓝图早已经存于,只是怎样将极为微小的传感器植入人体深处,一直是罩门;如今,科学家已经乐成冲破技能瓶颈,就等什么时候进入人体临床。
上述 3 个传感器案例,凸显科技与生医的加快交融,也倾覆了将来的医药生态;然而,于冷艳科学前进之余,也许该进一步寻思,一旦财产生态转变,贸易模式就会随着变,而每一一次的转变,老是危机与起色并存,不管是投资、职涯规画,以至是对于生命素质的省思,都是一次历练。
数字药丸今朝也许差了临门一脚,然而一旦获准上市,就无机会散布到其他慢性病,为人子女不消再担忧尊长健忘吃药,医护职员也能追踪患者用药状态 一个与物联网更深的保持生态正默默建构中。
由于科技加快交融,将来生技医疗或者者年夜康健财产,必然会有庞大转变,人材聚落也可能位移,值患上读者细细思索与连续追踪。
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