TOP 8 | 虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR
上榜理由:VR大的特點是環(huán)境再現(xiàn),而環(huán)境對人大的作用就是心理作用。因此,目前VR技術(shù)多的應(yīng)用領(lǐng)域就是心理治療領(lǐng)域,比如創(chuàng)傷應(yīng)急、障礙癥、恐懼癥、自閉癥、恐高癥、幽閉癥、公開演講恐懼癥、密集恐懼癥等都可以通過VR技術(shù)的環(huán)境再現(xiàn)以達到治療的目的。VR在治療眼部的疾病,比如兒童的斜視、近視以及立體視力的缺陷上有很好的效果。
另外,燒傷后的疼痛管理,通過虛擬現(xiàn)實的技術(shù)來分散患者的注意力。 VR跟醫(yī)學(xué)培訓(xùn)結(jié)合:醫(yī)療培訓(xùn)比較特殊,這是一個重實踐的學(xué)科,很多外科新人由于缺乏鍛煉機會很難得到進步。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠很好地填補這方面的空白。如今已經(jīng)可以預(yù)先對模擬病人進行編程、對復(fù)雜病情進行反應(yīng),這種新的模擬人可以模擬嬰兒、孕婦、腦中風(fēng)及骨折患者。 這樣的產(chǎn)品被用在醫(yī)學(xué)培訓(xùn)中心以及國內(nèi)的三甲醫(yī)院,主要用途就是讓醫(yī)生在更為逼真的虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)。改良了傳統(tǒng)手術(shù)中對于尸體和動物的依賴。在外科領(lǐng)域,醫(yī)療知識每隔6~8年就要翻一番,所以外科大夫在專業(yè)教育上尤其是在繼續(xù)教育上需要不斷追求對新技術(shù)的學(xué)習(xí),這種新技術(shù)的學(xué)習(xí)成本是高昂的,方法是復(fù)雜的。而VR技術(shù)可以在某種程度上幫助大家學(xué)習(xí)或者熟悉這種新技術(shù)。
顛覆猜想:疾病的康復(fù)周期漫長且訓(xùn)練手段單一,有了VR技術(shù),可以幫助患者很好地浸潤其中,通過VR提供的游戲場景完成自我的恢復(fù)與鍛煉,大大提高了患者恢復(fù)期的積極性和持久力。
TOP 9 | 升級光遺傳技術(shù)
上榜理由:該技術(shù)利用分子生物學(xué)、病毒生物學(xué)等手段,將外源光敏感蛋白基因?qū)牖罴?xì)胞中,在細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)上表達了光敏感通道蛋白;然后通過特定波長光的照射,控制細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)上的光敏感通道蛋白的激活與關(guān)閉;光敏感蛋白的激活和關(guān)閉可控制細(xì)胞膜上離子通道的打開與關(guān)閉,進而改變細(xì)胞膜電壓的變化,如膜的去極化與超極化。
當(dāng)膜電壓去極化超過一定閾值時就會誘發(fā)神經(jīng)元產(chǎn)生可傳導(dǎo)的電信號,即神經(jīng)元的激活;相反,當(dāng)膜電壓超極化到一定水平時,就會抑制神經(jīng)元動作電位的產(chǎn)生,即神經(jīng)元的抑制。神經(jīng)元生物學(xué)家經(jīng)常運用這種技術(shù),通過光學(xué)方法無損傷或低損傷地控制特異神經(jīng)元的活動,來研究該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能,特別適用于在體、甚至清醒動物行為學(xué)實驗。
同時,利用類似的光學(xué)與遺傳學(xué)手段,可控制腦細(xì)胞外其它細(xì)胞中的蛋白表達,從而實現(xiàn)光誘導(dǎo)蛋白質(zhì)表達,啟動細(xì)胞內(nèi)生物學(xué)過程,進而控制生物行為。因此光遺傳技術(shù)在生命活動與疾病研究中應(yīng)用廣泛。在過去,神經(jīng)學(xué)家和心理學(xué)家可以觀察到大腦對各種刺激會做出怎樣的反應(yīng),并且已經(jīng)繪制出基因是怎樣在整個腦中表達的,但是他們當(dāng)時無法控制單神經(jīng)元,以及開啟和關(guān)閉其他種類的腦細(xì)胞。 對于研究人員來說,解釋大腦產(chǎn)生行為是通過什么路徑完成的,本身就是一件非常困難的事。因此,對于帕金森氏癥和抑郁癥等疾病也不能進行有效的治療。光遺傳技術(shù)的發(fā)展加快推動了腦科學(xué)發(fā)展前進的步伐,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了一種靈活的超薄無線微芯片,它們可以被深度插進腦組織中,并且對腦覆蓋組織的損傷非常小。這種設(shè)備正在被作為注射裝置來幫助無線控制神經(jīng)元,目前還處于測試階段。
顛覆猜想:光遺傳技術(shù)已經(jīng)為帕金森氏癥、慢性疼痛、視力損傷、抑郁癥等腦部疾病的治療打開了新的大門。還有研究表明,在某些情況下,非侵入性光療法能通過關(guān)閉特定的神經(jīng)細(xì)胞來治療慢性疼痛。
TOP 10 | 骨骼康復(fù)機器人
上榜理由:對于脊髓損傷患者而言,能夠獨立站立行走似乎是一個不可企及的目標(biāo)。而外骨骼機器人的出現(xiàn)改變了這種局面。初外骨骼機器人常用于軍事領(lǐng)域,但隨著近年來醫(yī)療康復(fù)市場的擴容,越來越多的公司切入了康復(fù)市場,將外骨骼機器人應(yīng)用于醫(yī)療與日常的應(yīng)用場景中。 其中以色列的Rewalk、日本的HAL、美國的Elegs等都是外骨骼機器人的典型代表。反觀國內(nèi),醫(yī)療康復(fù)機器人仍處于早期,但據(jù)保守估計,潛在市場空間在180億左右??祻?fù)機器人是把人綁在機器上,來實現(xiàn)減重和助力,針對功能障礙嚴(yán)重的人群。外骨骼機器人是把機器綁在人身上,實現(xiàn)功能大化,針對功能正?;蛳氆@取更高能力的人,比如美軍的單兵機器人。
康復(fù)機器作為機器人技術(shù)與醫(yī)工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,目標(biāo)是實現(xiàn)替代/輔助康復(fù)治療師, 簡化傳統(tǒng)"一對一"繁重的治療過程,幫助病患重塑中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
目前康復(fù)機構(gòu)配備主要是功能較多、自動化程度較高的、多自由度的牽引式/懸掛式康復(fù)機器人,但近年來在此基礎(chǔ)上技術(shù)升級的穿戴式康復(fù)機器人即外骨骼機器人異軍崛起。機器人在康復(fù)及療養(yǎng)領(lǐng)域上有著巨大的潛力,這類系統(tǒng)不僅能夠?qū)π袆诱系K進行治療(如由中風(fēng)、創(chuàng)傷性腦損傷及其它損傷引起的行動障礙),也能夠作為社會與行為障礙的干預(yù)與治療工具,包括自閉癥類群、多動癥等,未來還將朝著促進原居安老、推遲老年癡呆癥的發(fā)生,通過陪護緩解老年人孤獨的方向上進一步發(fā)展。
顛覆猜想:未來骨骼機器人不但可以在康復(fù)領(lǐng)域大顯身手,同時在軍事領(lǐng)域、搬運、開礦、物流、貨物分揀等各行各業(yè)的繁重體力勞動中大放異彩,幫助人類完成一些不可能完成的重體力勞動,保護人類不受危險環(huán)境的傷害。
結(jié)束語:隨著科技的日新月異,人類的科技發(fā)展正步入爆發(fā)式的增長期,曾經(jīng)只能在科幻電影里想象的一些技術(shù)已經(jīng)逐步變成了現(xiàn)實。所以,鑒于對科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域了解的局限性,今天筆者提及的這些黑科技或許也只是其中一部分,未來會有更多創(chuàng)新的技術(shù)和前沿科技等待大家探索和了解。路漫漫其修遠(yuǎn)兮,筆者也衷心希望很多目前還不成熟的“黑科技”終成熟轉(zhuǎn)化,造福人類?。?/p>