Бионические протезы уже с нами

Несколько десятилетий назад представить, что технологии разовьются до уровня, позволяющего парализованным двигаться, а незрячим — видеть, было сложно. Но фантастикой подобное назвать уже не получится: американский стартап во главе с известным исследователем разработал рабочий прототип устройства, избавляющего от слепоты. Речь про так называемый Science Eye («Научный глаз») — технологию, разработкой которой занимается одноименная компания Science. Ее возглавляет Макс Ходак — бывший президент именитой Neuralink Илона Маска, создающей мозговые импланты.

Почему «девайс» Science подходит под определение «бионического протеза»? К последним относят устройства, «частично или полностью заменяющие утраченный орган и восполняющие его функции». Science Eye явно соответствуют требованиям. Существуют еще так называемые косметические протезы, которые создают видимость наличия органа. Например, не двигающейся, а лишь висящей в фиксированном состоянии руки. Такие на роль в «биотехе» вряд ли претендуют.

Сам Ходак описывает Science Eye как технологию, сочетающую генную терапию с внедрением электронного блока с microLED-экраном прямо в глазное яблоко. При заболеваниях определенного рода — пигментный ретинит, возрастная дегенерация желтого пятна — зрение теряется из-за деградации фоторецепторов, хотя нервные окончания остаются в норме. По задумке, Science Eye может «возбуждать» эти окончания (то есть ганглионарные клетки) и передавать в мозг упрощенные, но четкие зрительные сигналы.

Насколько упрощенные? В каждом глазу человека примерно по 100 миллионов клеток фоторецепторов. Нервных окончаний, передающих этот массив данных, всего по 1 миллиону на глаз — аналогия наглядна. В общем, речь про восстановление очертания предметов и их передвижения, а не полный возврат зрения. Впрочем, это лучше полной слепоты.

Сам имплант включает блок с процессором и адаптером питания — они вживляются под веко — и экран. Последний заводят внутрь глаза и устанавливают напротив нервных окончаний в сетчатке. Далее такие окончания необходимо наделить световой чувствительностью. Это делать планируют с помощью генной терапии. А точнее — флуоресцентными белками, которые могут светиться и воспринимать фотоны. Наконец, для обеспечения работы всего «механизма» понадобятся специальные очки — выглядят как на картинке ниже.

Важно понимать: пока в компании опыты ставят над животными, про испытания с участием людей говорить рано. По предположению Ходака, в лучшем случае лицензию на это Science получит примерно через 12–18 месяцев. Вместе с этим в стартапе уверяют: технология Science Eye — реальный шанс хотя бы частично вернуть потерявшему зрение человеку возможность лучше ориентироваться в пространстве.

ИИ изменит медицину? Кажется, процесс запущен

«Искусственный интеллект (ИИ) в медицине использует алгоритмы и программное обеспечение для апроксимации человеческих знаний при анализе сложных медицинских данных», — примерно такое определение предлагается в сети. Дает ли это право утверждать, что ИИ справится с назначением курса лечения на уровне высококвалифицированных специалистов? Ответ (во всяком случае на момент публикации материала) скорее отрицательный. Но недавно довольно далекий от отрасли, но наделавший много шума в других сферах чат-бот ChatGPT сумел сдать медицинский экзамен в США вполне успешно, правильно ответив на 90% вопросов.

В целом ИИ-технологии в медицине сейчас находятся на этапе экспериментального запуска. Но в определенных областях подвижки ощутимые. Больше всего прогресса — в направлениях, связанных с компьютерной диагностикой заболеваний. Например, в вопросе визуализации органов и тканей человека. При работе с рентгеновскими снимками ИИ способен быстро выделять паттерны, ведущие к серьезным заболеваниям.

Год назад сотрудники Национального института онкологии США рассказали, как алгоритм обнаружил рак простаты пациента по МРТ-снимку. Представители учреждения также провели исследование, в котором ИИ анализировал маммограммы более 26 тысяч женщин. Врачи-радиологи обнаружили рак молочной железы в 88,4% случаев, нейросеть — в 94,5%. Другой пример касается процесса диагностики в целом: ИИ быстрее и, что немаловажно, точнее обрабатывает и передает информацию, частично автоматизируя исследования. Как пример, в IBM приводят кейс одного из клиентов компании, разработавшего нейронную модель для помощи недоношенным младенцам — система показала точность в 75% при обнаружении у них тяжелых форм сепсиса.

В IBM также упоминают про так называемую индивидуальную (или персонализированную) медицину. ИИ-модели способны запоминать и сохранять предпочтения, что дает потенциал для «предоставления индивидуальных рекомендаций пациентам в режиме реального времени, круглосуточно». С учетом постоянно прогрессирующего оборудования диагностики — например, отслеживающих в режиме 24/7 показатели пациента кардиомониторов, даже встроенных в смарт-устройства, — ИИ способен собирать эти данные, анализировать и выявлять возможные осложнения.

Носимые гаджеты станут еще смышленее — трекингом пульса не обойдется

Истории, как смарт-часы спасали жизни людям, вовремя зафиксировав падения владельцев с высоты, не новы. Носимые смарт-аксессуары за последние пять-семь лет на самом деле продвинулись в мониторинге состояния юзера, начиная от частоты сердечных сокращений и заканчивая уровнем кислорода в крови. Но, кажется, это еще не предел. И один из основных вопросов стоит не только или даже не столько в возможностях самих трекеров, а в их юридической классификации. Проще говоря: смарт-часы, оснащающиеся сенсорами для проведения ЭКГ, могут классифицироваться не как смарт-гаджет, а как медицинское устройство — требований к последним у регуляторов разных стран больше.

По мере внедрения большего числа датчиков в носимую технику она становится куда точнее. Радует, что с технической, а не юридической точки зрения проблем тут заметно меньше. Отсюда разговор про «индивидуальную медицину», мониторящую человека постоянно, а не только когда он приходит на прием к специалисту.

Марк Голдстоун, один из венчурных инвесторов в сфере здравоохранения, приводит пример, когда регулирующий орган страны (американский FDA, управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов) изменил статус носимого девайса с «контролирующего» на «терапевтический». Речь про диабетическую платформу, которая кроме самого глюкометра, дающего информацию об уровне сахара в крови пациента, включает систему оповещения о точном количестве инсулина, которое ему нужно ввести. В более поздних разработках появились глюкометры, автоматически вводящие препарат в зависимости от собранных показаний. Похожего мнения также придерживаются эксперты, опрошенные Forbes. Общий вывод такой: носимые смарт-устройства (независимо от их классификации) действительно смогут предотвратить возникновение хронических заболеваний или по крайней мере помогут в их контроле.

Роботы, делающие операции за людей

Кажется, что роботы-врачи — это совсем Sci-fi? До крупномасштабного внедрения дело по понятным причинам еще не дошло (хотя тут многое зависит от «специализации»), но впечатляющие примеры уже есть. Так, в начале прошлого года робот STAR провел сложную лапароскопическую операцию практически без участия человека. И если верить давшим комментарии исследователям, справился достойно.

STAR — аббревиатура от Smart Tissue Autonomous Robot (перевод — «интеллектуальный автономный робот для работы с тканями»). Робот провел лапароскопическую операцию на кишечнике свиньи (да, испытания на человеке ему пока не доверили) — кишечный анастомоз. Это достаточно сложная процедура, требующая высокой точности и множества повторяющихся движений.

Робота оснастили трехмерным эндоскопом, руководствовался «аппарат» алгоритмом отслеживания на основе машинного обучения (снова вспоминаем про ИИ-модели). Хамед Саейди, один из наблюдавших за роботом ученых, так прокомментировал его успех: «Что делает STAR особенным? Это первая роботизированная система, планирующая, адаптирующая и выполняющая хирургический план в мягких тканях с минимальным вмешательством человека». 

В целом медицинские роботы сегодня используются в нескольких направлениях. Описанная выше модель относится к роботам-хирургам — одним из самых продвинутых решений. Их пока мало. Более распространенный тип помощи — ассистирование настоящим врачам. Например, в неподвижном удерживании инструментов во время операции. Стабильное позиционирование инструментов ускоряет процесс и делает проникновение малоинвазивным. Роботы также применяются в лабораториях, повышая точность выполнения анализов пациентов. Еще один вариант — реабилитационные роботы, помогающие быстрее восстанавливаться после травм. Например, пассивным движением пораженных частей тела пациента.

Лазеры помогут в борьбе с онкологией?

Про перспективы лазерных технологий как в глобальном, так и в прикладном смыслах говорим с Ириной Нечипоренко, руководителем отдела продаж Mediola.

— Лазерные технологии в мире развиваются с середины прошлого века, первые аппараты медицинского назначения появились в 1960-х годах. На сегодняшний день применение подобного оборудования достаточно обширно. Оно имеет как хирургическое, так и диагностическое, терапевтическое и косметологическое назначение. 

Амбулаторная хирургия с применением лазерных технологий в Беларуси ускоренно развивается последние 15 лет, мы сейчас говорим о стационарозамещающих вмешательствах. При консервативном лечении человек должен как минимум несколько дней находиться в хирургическом стационаре. Лазеры же сроки госпитализации уменьшают или же и вовсе дают возможность госпитализации избежать. Такую хирургию еще называют хирургией «одного дня», когда пациент буквально за несколько часов избавляется от многих видов недугов. Еще один важный плюс — уменьшение количества послеоперационных осложнений. Как правило, лазерные технологии малотравматичны и малоинвазивны, восстановление идет быстрее — качество жизни в послеоперационном периоде ощутимо выше. 

Справившем Ирину о перспективах развития технологии. Пока — краткосрочных.

— Со временем мы, безусловно, расширю список методик с использованием лазерных аппаратов. Существует много направлений хирургии, где есть возможность более плотно взаимодействовать с докторами, получать от них обратную связь как в отношении эффектов, которые они хотели бы видеть при применении лазеров, так и в совершенствовании средств доставки излучения. Популярным направлением также выступает создание компьютерных моделей лазерного воздействия на ткани. Современное ПО позволяет конструировать интерактивные модели, предсказывающие влияние лазерного излучения на конкретный участок тела человека. 

А теперь задаемся вопросом про более отдаленное будущее и глобальные вариации улучшений:

— Перспективная ветвь, где использование технологии может быть еще глубже, — онкология. Несмотря на повсеместное применение лазерного оборудования уже сегодня — например, в Беларуси востребована технология фотодинамической терапии, метод лечения предопухолевых заболеваний и даже злокачественных новообразований, — сфера будет изучаться глубже. Сейчас существуют методики, которые важны особенно с паллиативной точки зрения: если от болезни не избавиться полностью, то возможно улучшить качество жизни пациента. Лазеры помогут и тут.

Если говорить глобально, то перспектива лазеров как хирургического инструмента при борьбе с опухолями онкологического характера весьма высокая. На сегодняшний день лазер в онкологии – инструмент «выбора». Важным свойством лазерного излучения является возможность его таргетированной доставки и воздействия ровно на те ткани, которые запланировали специалисты. Не исключено, что тщательный подбор необходимой длины волны и типа излучателя позволит работать более эффективно в данном направлении. И все это возможно в обозримом будущем.

---

Партнер проекта — Mediola

Mediola — производитель лазерного хирургического оборудования с многолетней историей. Наши аппараты используются по всей территории СНГ и с успехом соперничают с европейскими моделями при более доступной цене. Используемые технологии производства стабильно обновляются и совершенствуются, чтобы предоставлять вам и вашим пациентам наилучшее качество. С Mediola вы можете быть уверены в безотказности и качестве нашего оборудования, а вашим пациентам гарантирована быстрая и эффективная помощь.

Спецпроект подготовлен при поддержке ЗАО «ФОТЭК». УНП 100 025 347

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner без разрешения редакции запрещена. ng@onliner.by