TI首席科學家展望醫(yī)療電子未來
對于醫(yī)療保健提供商及患者,技術(shù)進步使得醫(yī)療保健個性化逐漸在下面幾個方面成為現(xiàn)實:控制慢性病、預(yù)測大病,讓患者在舒適的家中渡過其生命的較后時間。這些先進的技術(shù)也使得醫(yī)療保健成為我們?nèi)粘I畹囊徊糠帧O旅媸蔷唧w的例子。
● 具有嵌入式裝置且能夠探測出潛在身體問題的衛(wèi)生間設(shè)備。例如:一個能夠?qū)δ蛞哼M行分析并發(fā)現(xiàn)腎傳染病或諸如糖尿病和高血壓等慢性病發(fā)展情況的馬桶。另一個例子是能夠探測體重或身體脂肪突然變化的衛(wèi)生間體重磅秤。這些設(shè)備可以自動將數(shù)據(jù)上傳給患者的醫(yī)生,并根據(jù)醫(yī)生事先的設(shè)定來為患者安排就診預(yù)約。
● 視網(wǎng)膜掃描儀的診斷設(shè)備可以和患者現(xiàn)有的消費類電子產(chǎn)品(如數(shù)碼相機等)結(jié)合,發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜病或者重要疾病的前兆,并把這種信息提供給相關(guān)醫(yī)務(wù)人員。
● 鬧鐘能夠提醒某人起床和按計劃到醫(yī)院就診,也許就是基于家庭中其他醫(yī)療保健設(shè)備收集起來的信息,例如:嵌入到衛(wèi)生間鏡子中的視網(wǎng)膜掃描儀。該例子賦予了“個人局域網(wǎng) (PAN)”新的含義,在該局域網(wǎng)中的多種家庭設(shè)備會定期和無創(chuàng)傷地監(jiān)控和記錄一個人的生命特征。
● 可以將設(shè)備安裝到家庭中,并遠程連接至醫(yī)療保健提供商的網(wǎng)絡(luò)。一種老年患者佩戴的產(chǎn)品正在開發(fā)中,它基于陀螺儀,可以探測到老年患者是否摔倒。這種設(shè)備可連接至患者的 PAN,發(fā)送求助信息。還可以對類似摔倒和長時間久坐(這可能是一種身體或精神問題的癥狀)歸檔并向醫(yī)生報告。
● 在遠程手術(shù)中,世界知名的專家可以利用全息圖像指揮遠在千里之外的手術(shù)機器人進行手術(shù)。
● 在虛擬地點呼叫中,醫(yī)生使用了視頻會議以及面向家庭的診斷設(shè)備(例如:便攜式超聲波系統(tǒng))。對于那些無法看醫(yī)生(也許因為臥床不起,患有醫(yī)生恐懼癥,或者交通條件較為有限)的患者來說,虛擬地點呼叫也讓他們能夠享受到醫(yī)療保健。
醫(yī)學成像的發(fā)展
醫(yī)學成像技術(shù)的目標是想讓患者享受到更好的治療和關(guān)懷。下面是一些例子。
● X 射線由膠片發(fā)展為數(shù)字文件。在印度,心臟病專家Devi Prasad Shetty 博士的門診部每 24 小時便可處理3000 張 X 射線照片。由于DSP的廣泛使用,現(xiàn)在在采集點就可將 X 射線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像,并且不會降低圖像的清晰度。
● MRI(磁共振成像)從慢、模糊到快速、高清晰度的發(fā)展過程。今天的MRI能夠在極短的時間內(nèi)提供高質(zhì)量的圖像,同時還具有高度的靈活性。
● 超聲波設(shè)備的便攜性。在過去的幾年中,隨著手推車式超聲波系統(tǒng)日漸被便攜式或手持式超聲波設(shè)備所代替,超聲波設(shè)備變得更加小型化。
● 視網(wǎng)膜植入成為現(xiàn)實。南加州大學 Doheny 眼科研究所的研究人員正在研究人工視網(wǎng)膜技術(shù),這種技術(shù)可以恢復那些患有色素性視網(wǎng)膜炎和視網(wǎng)膜黃斑變性人群的視力。
貫穿于所有這些例子的一個共同主題是:DSP的運用。DSP 被用于那些對醫(yī)學界和我們的生活產(chǎn)生影響的許多應(yīng)用領(lǐng)域。更為重要的是,這種技術(shù)仍然處于對醫(yī)學和醫(yī)療保健影響的初期階段。
遠程通信助力醫(yī)學成像
遠程醫(yī)療是醫(yī)學成像和遠程通信技術(shù)之間相輔相成的一個例子。視頻會議和被稱為臨場感的新型網(wǎng)真 (telepresence) 技術(shù)越來越多地被用于發(fā)達國家和發(fā)展中國家的醫(yī)療保健行業(yè)。視頻會議和網(wǎng)真技術(shù)通常和超聲波設(shè)備等醫(yī)學成像系統(tǒng)配套使用來實現(xiàn)遠程醫(yī)療應(yīng)用。
DSP 在遠程醫(yī)療中扮演一個關(guān)鍵角色。例如,DSP 可提供支持視頻會議和遠程呈現(xiàn)系統(tǒng)的各種編解碼器所需的處理能力和靈活性。某些編解碼器可以將視頻壓縮,使TV質(zhì)量的圖像能夠在低帶寬有線或無線網(wǎng)絡(luò)上傳輸。DSP 還可提供支持醫(yī)學成像所需的無損編解碼器必需具有的處理能力,低壓縮或無壓縮會影響圖像質(zhì)量,進而影響診斷結(jié)果。DSP 的可編程特點可以讓其獲得升級,以支持新的編解碼器。
醫(yī)療保健的未來
有大量正在進行中的研究可能會在未來十年進一步提高醫(yī)療保健的服務(wù)質(zhì)量。例如,一家名為 CNOGA的以色列公司,其產(chǎn)品運用視頻攝像頭來無創(chuàng)傷地測量生命特征,如血壓、脈率、血氧及二氧化碳水平,只需將攝像頭對焦在人的皮膚上便可。這種技術(shù)的未來應(yīng)用可以帶來疾病的無創(chuàng)生物標志識別,例如:癌癥和慢性阻塞性肺病等。
其他研究包括以下幾方面。
●單片機超聲波設(shè)備。將一個八通道超聲波接收機體積壓縮成一個單片機實現(xiàn)了便攜式設(shè)計,但這一般會降低圖像質(zhì)量,這就限制了這種器件作為一種診斷工具的有效性。集成技術(shù)的較新發(fā)展通過減小信號路徑尺寸以及噪聲水平避免這種圖像質(zhì)量下降。其目的是創(chuàng)建一款使探測、接收、傳輸和處理鏈實現(xiàn)集成的單片機設(shè)計。反過來又讓所有超聲波設(shè)備類電子產(chǎn)品能夠安裝于探頭中,可以使用一種無線鏈路向顯示器傳輸信息。單片機設(shè)計還彌補了3-D探針的不足,擁有更多的變送器元件,因而需要更多連接至設(shè)備的接線。
●高強度聚焦超聲波 (HIFU)。醫(yī)療保健的發(fā)展趨勢是降低醫(yī)療過程中的負面影響,例如縮小切口尺寸、縮短愈合時間、住院時間和降低感染風險。但和這種趨勢的其他方面不同(如機器人輔助手術(shù)等),HIFU 向著許多目前有創(chuàng)醫(yī)療手術(shù)程序的無創(chuàng)操作又邁進了一步。在不破壞周圍健康組織的情況下,使用直腸超聲波來殺死前列腺癌細胞便是一個例子。HIFU 亦可用于燒灼法止血及熔脂美體,因此它可能適合于眾多的手術(shù)程序,包括美容手術(shù)。
●MRI 以外的超聲波。美國密蘇里大學的研究人員將使用3D圖像而非 MRI 切片成像來識別孩子面部特征和大腦結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)性。這些聯(lián)系可能會讓醫(yī)生更早地診斷出自閉癥,并結(jié)合遺傳學進行診斷,以對這種病癥進行深入的研究。這種研究同至少兩種醫(yī)療保健發(fā)展趨勢相吻合:無創(chuàng)診斷的選擇和早期診斷的探索。后者特別重要,因為越早診斷自閉癥,父母和醫(yī)生也就能夠越早開展治療。
總有一天,技術(shù)將可以控制我們的慢性疾病,預(yù)測我們的病情惡化情況,并讓我們能夠舒適地渡過生命中較后的日子。
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