應用程序

　　不論任何人，只要他已經下載了計算卡路里、鍛煉追蹤或者監視睡眠的應用程序，那么他就能夠看到醫療在過去5年間已經變得多么個性化。

　　圖3. 跟蹤個人健康指標的應用程序是實現個性化健康技術的關鍵

　　這些應用程序只是個性化醫療保健革命的第一步。目前提供的大多數應用程序用于追蹤、監視和采集信息。現在有用醫療應用程序的數量十分驚人，這也催生出幾個網站幫助管理和指引所有這些應用程序。網站iMedicalApps稱自己為移動醫療方面的領先醫生發布，并且每周給出已發布的知名醫療應用程序。在一個近期的列表中，這個網站回顧了應用程序UCheck和Dysnatremia。UCheck使用一個套間來執行半自動的尿液分析。而Dysnatremia將自己描述為能夠使醫生對患有低血鈉癥和血鈉過多疾病的病人執行差別化診斷的工具。

　　這兩個應用程序都標志著未來的發展方向—將能夠診斷醫療情況的應用程序，從而在看病前提供第一診斷。

　　另外一個示例就是由達特茅斯工程畢業生開發的早期疾病監測智能手機應用程序。他們使用汗液采集設備，通過被稱為密度計量學的技術來確定身體汗液內蛋白質的含量。使用從生物傳感器中獲得的信息，這款應用程序被設計成捕捉阿爾茲海默病到二型糖尿病在早期發病階段所能夠提供的任何信息。

　　未來對于我們意義重大。在某一天，全身掃描將成為年度體檢的一部分，從而更好地診斷健康問題，其中也包括盡早預知問題，主動應對而不是被動地應付。當我們找到發明三度儀的方法，另外一個曾經被認為只存在于科幻小說中的技術時，這也將使這項技術在個人領域內找到用武之地。

　　數字信號處理

　　半導體技術進步的一個方面就是使用其快速增長的性能，在信號處理領域內找到全新發展方向的能力。隨著發現新信號并找到處理這些信號的全新方法，“驚喜”時刻將層出不窮。而最近的一個“驚喜”時刻就是一家吉他公司發現了一個全新的處理算法。

　　整個過程是這樣的：

　　德州儀器 （TI） 受邀請拜訪Paul Reed Smith吉他公司，去評估這家公司創造的一個全新信號處理技術。這項技術的用途是去解決電吉他的延遲問題。這個問題的解決方案并不源自傳統的數字信號處理領域，也就是說他們既沒有重新發現DSP，也沒有發現DSP的任何全新用途。而結論就是，這是個新事物，而令人激動的是看到這一全新的理念在醫療應用領域派上了用場。也已經有醫療研究人員對這項技術可以實現的功能給出了評論，除了其它功能外，這項技術可以顯著地減少拍攝X光照片時所需要的輻射量。

　　在醫療領域，有一些技術的當前應用范圍聽起來有點兒超前—很難相信這些技術已經切切實實地存在了。而真正使我們感到激動的一個方面就是想象一下這項技術將把我們帶向何處。

　　此類技術中的一個就是增材制造 （AM） 技術。通過將數層結合在一起的增材工藝，這項技術每次制造一層有形物體。這項也被稱為3D打印的技術掌控著醫療領域的美好未來。

　　在一篇2013年5月發表在新英格蘭醫學期刊上的文章中，密歇根大學的兩位醫生描述了他們是如何通過植入生物可吸收氣管夾板挽救了一個嬰兒生命的。這個生物可吸收氣管夾板由3D打印機制造，所使用的信息來自計算得出的患兒呼吸道的光學斷層圖像。以下是這篇文章令人吃驚的結論：

　　“這個病例顯示出，高分辨率成像、計算機輔助設計和生物材料三維打印組合在一起可以加快和簡化那些用于指定患者所特有的解剖學疾病的可植入設備的創造和生成。”

　　有哪些疾病是可以用定制的專用可植入設備醫治或者緩解，想到這一點就會令人興奮。但是，3D打印的功能絕不僅限于此。Bespoke Innovations（定制創新公司）使用3D打印生產定制的義肢，除了在制造時能夠滿足提出的任何需要，它的價格也只是使用傳統方法所生產的人造肢體的十分之一。

　　目前有幾個地方正在使用3D打印制作病人身體部分的準確模型，這樣可以使外科醫生團隊提前仿真整個手術過程，進而轉化為更加安全、準確和有效的手術。

　　這項技術改進外科手術的另外一個方法就是盡可能地提高精度水平。為高強度聚焦超聲波 （HIFU） 領域提供高性能實時信號處理的能力生成了這些領域中另外一個目前還不太使人能夠相信的領域。

　　Emad Ebbini醫生（我們在上文引用過他說的話）相信，在診所中顯示出良好發展前景的多種應用中，HIFU真正開始顯現出它的技術優勢和廣闊的應用范圍。數據處理和信號處理方面的改進提高了超聲波與身體組織之間相互作用的特異性，從而有可能在mm以下范圍內實現聚焦治療。這意味著高特異成像模式，范圍從單純的熱成像到機械成像，以及期間二者兼具的成像模式。終端應用的例子包括有針對性的腫瘤熱療，高度局部化給藥，其中包括使用超聲波的機械效應來生成瞬態效應，通過血腦屏障用藥。

　　最近推出和展示的雙模式超聲波陣列 （DMUA） 系統進一步加強了HIFU在非侵入式手術中的高度有效和安全使用的發展前景。DMUA能夠提供治療級別的聚焦超聲波，并使用同樣的換能器元件對組織響應進行成像。成像和治療坐標系統之間的固有記錄，連同實時自適應重聚焦使解決治療期間的組織運動和變形問題成為可能。高性能計算 （HPC） 解決方案使得醫生能夠將精力放在用虛擬手術刀（毫米大小的HIFU焦點）實時跟蹤目標組織。這項技術將在諸如腎臟神經隔離的應用中用完美的精度實施無出血外科手術。腎臟神經隔離是最近提出的一種治療高血壓的方法，而傳統醫療方法對于此類病患不起作用。

　　這是HIFU，3D打印和其它技術進步在提升我們的健康水平、改進治療方法和獲得健康生活的能力方面具有巨大的發展潛力。并且由于云計算的使用，健康狀態將常伴我們左右。諸如大數據、分析、數據挖掘、高性能計算和智能傳感器等全新概念正在開始充斥在我們的日常生活中。所有這些新技術、新概念組合在一起，相互作用，將會獲取浩如煙海的醫療數據，并為醫生提供那些保持和恢復病患健康所需要的信息。他們將為我們提供一個之前只存在于我們腦海中的未來。

　　這些技術將：

　　-根除災難性疾病

　　-控制慢性病

　　-使人們在家中舒適地度過生命中的最后時光

　　那么，我們對醫學領域能夠有什么期待呢？簡單來說，想象力是唯一的限制因素（是的，還會受到光速的限制）。我們將光速包括在內的原因是性能的提升在很大程度上由我們對光速的控制程度所決定。但是假定這兩個限制條件不會失效；個人健康就在我們的掌控之中。我們周圍的技術將給出第一診斷，并請醫生為病患提供第二并有可能是最終的診斷。隨之而來的是更加具有預防性而不是介入和干預的處理手段。隨著慢性病受到控制，災難性疾病被減弱為慢性病，人們將最終舒適、愜意地度過他們的一生，并且期待著未來科幻小說中的技術變為現實。

　　我們5年后再見。

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