Wetenschap inspireert sciencefiction, of vice versa? In het geval van medische technologie heeft de goede oude Star Trek-serie generaties onderzoekers over de hele wereld geïnspireerd. Onlangs ontvingen twee teams de Qualcomm Tricorder X-prijs voor het ontwikkelen van draagbare apparaten die een reeks ziekten kunnen diagnosticeren en de vitale symptomen van een patiënt kunnen controleren zonder invasieve tests. De medische "tricorder" van "Star Trek" werd als basis genomen.
In de serie gebruikte de dokter een tricorder en de verwijderbare scanner om snel patiëntgegevens te verzamelen en meteen te weten wat er met hem aan de hand was. Het kon orgaanfuncties testen en ziekten of hun oorzaken vaststellen, en bevatte ook gegevens over verschillende vormen van buitenaards leven. Hoe dicht zijn we bij het maken van zo'n apparaat (ervan uitgaande dat we er geen buitenaardse wezens mee hoeven te analyseren)?
Het belangrijkste doel van de twee laureaten is om verschillende technologieën in één apparaat te combineren. Ze hebben nog geen veelzijdige alles-in-één machine gemaakt, maar ze hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt.
De belangrijkste winnaar, DxtER, gemaakt door het Amerikaanse Basil Leaf Technologies, is in feite een door AI aangedreven iPad-app. Het maakt gebruik van een reeks niet-invasieve sensoren die aan het lichaam kunnen worden bevestigd om gegevens te verzamelen over vitale functies, lichaamschemie en biologische functies. Vergelijkbare technologie van de Taiwanese Dynamical Biomarkers Group maakt ook verbinding met een smartphone en verschillende draadloze handheld testmodules die vitale functies, bloed en urine en huidverschijnselen kunnen analyseren.
De jury zei dat beide apparaten bijna voldeden aan de benchmarks voor het nauwkeurig diagnosticeren van 13 ziekten, waaronder bloedarmoede, longziekte, diabetes, longontsteking en urineweginfectie. Dit zijn de meest succesvolle inspanningen die we hebben gezien bij het gebruik van een handig, verenigd en draagbaar diagnosesysteem.
Een deel van het succes is te danken aan de ontwikkeling van de verschillende technologieën waaruit dergelijke alles-in-één systemen bestaan, hoewel ze zeker nog een lange weg te gaan hebben. Misschien wel de meest geavanceerde zijn mobiele bewakingsapparatuur voor vitale functies. Het ViSi Mobile-systeem kan bijvoorbeeld op afstand alle vitale functies bewaken, inclusief bloeddruk, bloedzuurstof, hartslag en elektrische activiteit, en huidtemperatuur. Het maakt gebruik van elektrocardiogram (ECG) -sensoren die op de borst zijn bevestigd, een duimmanchetdruksensor, beide bevestigd aan een afneembare polsband, die alle signalen draadloos naar een desktop of mobiel apparaat verzendt met dezelfde nauwkeurigheid als conventionele intensive care-apparatuur …
Alle verschillende datasensoren van zo'n systeem moeten zinvolle data leveren - en daarvoor is speciale software nodig. De software van Airstrip Technologies kan informatie extraheren uit honderden verschillende soorten patiëntmonitors en andere apparatuur, waaronder medische dossiers, scanresultaten en zelfs meldingssystemen, om een compleet beeld te schetsen van veranderingen bij patiënten in realtime.
Wearable imaging-technologie is een ander essentieel element om een diagnose van een patiënt te stellen en relevante informatie te verstrekken. Er zijn al miniatuur USB-echografiesondes die rechtstreeks op een smartphone kunnen worden aangesloten om direct echobeelden te produceren. Met de kwaliteit van mobiele camera's en beeldvormingsmogelijkheden zullen deze technologieën in de nabije toekomst alleen maar beter worden. Directe röntgenfoto's of machine learning-diagnoses van huidproblemen zullen direct beschikbaar komen.
Promotie video:
Gegevens en diagnostiek
Beeldvorming en vitale functies alleen zijn niet voldoende voor een volledig geautomatiseerd apparaat dat kan vertellen wat er mis is met een patiënt. De meest volwassen technologie die we op dit gebied hebben, is voor diabetescontrole. Draagbare bloedglucosemeters die een druppel bloed op papier kunnen testen, kunnen al worden verbonden met mobiele apps om de ernst van de aandoening te beoordelen.
In de tussentijd worden volledig niet-invasieve glucosemeetmethoden ontwikkeld waarbij geen vingerprikken nodig is om een druppel bloed te krijgen. Deze omvatten het analyseren van zweet of interstitiële vloeistof op een paar micrometer onder het huidoppervlak (boven de pijnzenuwen).
Verschillende innovatieve bedrijven over de hele wereld richten zich op het gebruik van deze pocket-systemen om andere ziekten te diagnosticeren, waaronder hiv, tuberculose, bacteriële infecties en hart- en vaatziekten. Ze vertrouwen op een belangrijke microfluïdische technologie die speciaal ontworpen microchips gebruikt om kleine hoeveelheden vloeistof te manipuleren.
Algemeen bekend als lab-on-a-chip, reduceert het een compleet klinisch laboratoriumtestsysteem tot een apparaat van enkele centimeters breed. U kunt een monster nemen, het voorbereiden voor testen (bijvoorbeeld door bacteriën uit het bloed te isoleren) en bepalen of er ziektekiemen aanwezig zijn.
Hoewel er aanzienlijke vooruitgang is geboekt bij de ontwikkeling van deeltjes en tricorderonderdelen, is er nog werk aan de winkel om dit allemaal in een afzonderlijk draagbaar apparaat te maken. Er moet nog veel apparatuur worden geminiaturiseerd en er moet nog enige vooruitgang worden geboekt in laptops, zodat ze alle informatie en gegevens kunnen verwerken die nodig zijn voor een compleet beeld van de gezondheid van een patiënt. Ontwikkeling van diepere diagnostische functies, zoals lab-on-a-chip en draagbare beeldvormingssystemen, evenals minder invasieve testmethoden is ook nodig. We hebben nog geen tricorder, maar die komt elke dag dichterbij.
ILYA KHEL
