Распечатать на 3D-принтере любой орган человеческого тела, поставить диагноз в домашних условиях — «МР» узнал, что еще предложит медицина в ближайшем будущем.
Технологии и подходы, которые уже используются на практике:
Делиться опытом
Будущее медицины, несомненно, за междисциплинарным подходом; и здесь помощь врачу смогут оказать не только коллеги, но и когнитивные компьютеры. Пример успешного совмещения знаний из разных сфер медицины - работа нейрохирургов в Университете Калифорнии (в Центре лечения раковых заболеваний). Они использовали технологию МРТ и знания генетики для лечения опухолей мозга. Разработанный ими новый способ операции отличается тем, что здоровая часть мозга остается незатронутой — это уменьшает риски.
Оперировать с помощью робота
Самое яркое достижение в области малотравматичных операций – использование так называемых хирургических роботов. Врач управляет руками робота, которые введены в организм человека. Преимущества такого метода - это малая травматичность, точность, большая амплитуда манипуляций внутри организма, возможность операции в узких пространствах. Впервые такие роботы были созданы в США во время войны в Ираке, в 90-е годы. Планировали оперировать солдат через интернет, но тогда идея так и не была реализована. Зато сейчас такие операции проводятся все чаще. Роботы есть во многих клиниках США, Европы, в крупных городах России. В Петербурге есть три такие роботизированные системы. Правда, пока они очень дорого стоят. Другая технология, позволяющая снизить риски, - операции в 3D-режиме. Хирург надевает специальные очки и видит на экране монитора объемное изображение, как бы погружаясь внутрь организма пациента. Ученые полагают, что в ближайшие годы будет точнее установлена необходимость таких дорогостоящих новшеств в конкретных областях хирургии.
Спросить совета у компьютера
Мозг даже самого талантливого человека не в состоянии вместить то количество информации, которым располагает современная медицина и которое растет с каждый днем. Тут на помощь врачам могут прийти когнитивные компьютеры. Компанией IBM разработан «суперкомпьютер» под названием «Ватсон» (Watson), который может обрабатывать около 200 миллионов страниц текста за секунды. «Ватсон» тестировался в онкологических центрах на предмет того, может ли он использоваться в процессе принятия врачебных решений для лечения рака. Конечно, «Ватсон» не дает ответов на вопросы, но на сегодня ему нет конкурентов в плане обработки информации. Таким образом, «доктор Ватсон» может помочь врачу, но не заменить его. Окончательное решение принимает человек.
Разработки, которые активно развиваются и скоро станут частью жизни:
Распечатать лекарство
Технология 3D-печати развивается так быстро, что, по словам ученых, скоро возможно будет распечатывать медицинские приборы и лекарства, а также живые ткани, клетки и даже органы для трансплантации. Это, безусловно, изменит всю фармацевтическую индустрию и мир биотехнологии. Сложность в том, что с распространением 3D-принтеров возникнет необходимость в новом законодательстве, регулирующем ответственность каждого владельца такой машины. Сегодня пока не хватает доступных моделей и готовых разработок для запуска массовой 3D-печати. Ученые считают, что эта проблема может быть решена с помощью создания системы открытых мировых медицинских баз данных.
Вырастить орган
Это устройство или биоматериал, который имплантируется в тело человека, заменяя натуральный орган или его функцию. При этом 3D-принтеры — не единственное решение для искусственного создания частей тела и органов. Некоторые органы - например, искусственная кожа, хрящи, трахея и кровеносные сосуды - могут быть выращены в лаборатории с помощью технологий регенеративной медицины (связанной с возможностями стволовых клеток). Выращенные таким способом органы вскоре смогут заменять натуральные во всех физиологических функциях. Однако есть опасность, что в условиях рынка эти технологии будут использоваться в косметических целях чаще, чем для спасения жизней.
Играть на здоровье
Согласно исследованиям американских ученых, игра - самый эффективный метод распространения здорового образа жизни. Они провели исследование и выяснили, что 63% взрослых американцев согласны ежедневно делать зарядку, если упражнения - это часть игры, соревнования, шутки. Уже есть и продолжают разрабатываться специальные приложения, гаджеты и онлайн-сервисы с увлекательными играми, цель у которых простая: заставить вас вести здоровый образ жизни, заниматься спортом, правильно питаться и отказаться от вредных привычек. В последние годы в России появились устройства типа Shine, FitBit (своеобразные «наручные часы» для подсчета калорий, контроля питания и пр.). Также доступны приложения для смартфоном типа Lumosity, которое включает в себя и тренировки на память и внимание.
Поставить диагноз в домашних условиях
Сегодня многие имеют возможность самостоятельно измерить кровяное давление или сделать ЭКГ, а завтра, вероятно, люди смогут в домашних условиях секвенировать геном (определить последовательность генов для последующего индивидуализированного лечения). В 2012 году был запущен конкурс Qualcomm Tricorder X PRIZE на разработку портативного беспроводного прибора, способного диагностировать самые разные заболевания на ранних стадиях. Прибор называется «Трикодер» - по аналогии с фантастическим устройством из сериала Star Trek. Вообще-то, подобные устройства уже существуют (например, Scanadu, который надо лишь приложить к голове, чтобы измерить ритм сердца, температуру и другие базовые параметры), но для победы в конкурсе нужно совместить функциональность на грани фантастики и удобный дизайн: по условиям, прибор должен весить не более 2,3 килограмма.
Расшифровать геном
Практически завершенным считается проект «Геном человека», запущенный в 1990 году с целью понимания строения генома человеческого вида; полученные знания дали толчок развитию персонализированной медицины – лечат не болезнь, а пациента. На сегодня, однако, недостаточно информации о генах, а также средств для создания индивидуальных препаратов. Уже проводятся генетические тесты, которые показывают предрасположенность к раку груди, нарушению свертываемости крови, кистозному фиброзу, заболеваниям печени и другим. В будущем, ожидается, генетические знания помогут понять причины возникновения рака и болезни Альцгеймера и привести к прорыву в их лечении.
Идеи, для внедрения которых еще нужно время:
Довериться роботу
Проблема нехватки сиделок, медсестер и вообще обслуживающего больных персонала стоит во всем мире. Сегодня ученые работают над созданием человекоподобных роботов, которые смогут оказывать базовую помощь пациентам – детям и старикам, обездвиженным и даже аутистам. Возможно, через какое-то время в больницах медсестер также заменят роботы со встроенными аналитическими технологиями. Так, они смогут даже брать кровь у пациентов и тут же выдавать клинический и биохимический анализы.
Крэйг Вентер.
Воссоздать марсиан
Скоро врачи смогут передавать не только изображения, видео и визуальную информацию, но и бактерии, вирусы и живые клетки. Так, американский генетик Крейг Вентер работает над технологией биологической телепортации. Телепортер - это конвертер, способный переводить биологическую информацию в цифровую. Вполне возможно, что Вентер достигнет невероятных результатов, ведь именно он однажды чуть не обогнал международную команду ученых - участников проекта «Геном человека» по секвенированию генов. Недавно он предложил послать телепорт на Марс, чтобы обнаружить там жизнь, отправить цифровые данные обратно на Землю и воссоздать марсиан здесь с помощью 3D-принтера.
Разгадать тайны мозга
Следующий масштабным проектом после «Генома человека» стал проект «Человеческий мозг», целью которого стала возможность воспроизведения работы мозга на компьютере (развитие нейроинформатики). Понимание некоторых закономерностей работы человеческого мозга необходимо для диагностики и лечения болезней, связанных с расстройством сознания (например, болезнь Паркинсона, синдром Альцгеймера).
Запустить нанороботов
Сегодня вся медицина основана на вмешательстве после определения диагноза - то есть, по факту заболевания. А что, если заняться профилактикой? Здесь - будущее за нанотехнологиями. Сейчас ведется разработка так называемых респироцитов, которые, будучи введенными в кровеносную систему человека, смогут поддерживать оксигенированность тканей в течение несколько часов после сердечной атаки; а также замещать лейкоциты, тромбоциты и «лечить» поврежденные клетки. Развитие подобных технологий приведет к распространению не-инвазивных операций (грубо говоря - операций без разреза).
* Текст основан на исследованиях американского ученого, специализирующегося на медицинской футурологии - Ph.D Берлатана Меско.
