03 мая 2018, 12:09

Алгоритм долголетия: Новые технологии для диагностики и лечения заболеваний ушей, горла, носа и глаз

Этот материал входит в подборку статей о новых технологиях и медицине. В планах рассказать, как ученые работают над повышением эффективности лечения рака кожи, пищевода, легких и других органов, проблем с сосудами и гормонами и прочих заболеваний. Помогают им в этом 3D-принтеры, виртуальная и дополненная реальность, нейронные сети и другие технологии будущего.

Уже написали о диагностике и лечении болезней сердца и нервной системы. В этой статье — о заболеваниях ушей, горла, носа и глаз.

Диагностика

Ученые Массачусетского технологического института и Университета Коннектикута создали более эффективный отоскоп — устройство для для осмотра ушей. Разработка служит для выявления повышенного уровня жидкости внутри среднего уха. Это основной показатель среднего отита, опасной ЛОР-болезни.

Его преимущество относительно традиционных устройств — использование коротковолнового инфракрасного излучения вместо видимого света. Последний хорошо поглощается, отражается и рассеивается тканями, поэтому правильный диагноз ставится только в 51% случаев.

Компания TytoCare предлагает предлагает набор устройств для самостоятельной первичной диагностики: стетоскоп (прибор для прослушивания звуков тела), отоскоп, специальную камеру и термометр.

Совместимое с приборами приложение подсказывает, когда они наведены правильно. С его помощью также можно подключиться к врачу в режиме реального времени, провести диагностику вместе с ним и получить рекомендации по лечению.

Компания MedWhat разработала приложение с функцией распознавания речи и искусственным интеллектом, которое может частично заменять личного врача. Также у сервиса есть API — его можно встроить на сайт или сделать чат-бота на основе собственных данных.

Приложение отвечает на вопросы «Что делать, если болит горло?», а также само интересуется о самочувствии через день после обращения. Алгоритм MedWhat учитывает заданные ранее вопросы, чтобы сформировать медицинскую историю пользователя.

Portable Eye Examination Kit (Peek) — система диагностики глазных заболеваний при помощи смартфона от компании Peek. Цель создателей платформы — помочь 39 млн человек по всему миру, не имеющим доступ к базовой глазной медицине.

Специальное устройство превращает камеру мобильного телефона в инструмент офтальмолога. Ранее эту деталь предлагалось напечатать на 3D-принтере, однако сейчас она продается на сайте компании. Peek, среди прочего, помогает диагностировать катаракту, а также проводить тесты на цветовосприятие и контрастность.

Помимо этого компания разработала бесплатное приложение Peek Retina для оценки зрения, которое заменяет традиционный плакат с буквами или символами.

Лечение

Перспективным направлением для восстановления органов чувств является 3D-печать. Она позволяет быстро создавать индивидуальные протезы или их части. Успешные примеры операций:

Напечатанная трахея. Ученые из The Feinstein Institute for Medical Research в 2015 году первыми напечатали на 3D-принтере целый орган — трахею. Для ее создания понадобились клетки хрящевой ткани пациента и коллаген. После печати трахеи клетки продолжили развиваться, как обычный хрящ.

Выращенное ухо. Китайские врачи вырастили пациенту ухо на его руке. На предплечье поместили распечатанную на 3D-принтере кожу, затем подложив под нее каркас из реберного хряща. После их сращивания была проведена операция по пересадке. Новое ухо успешно прижилось.

Восстановленный нос. Джерри Фабер в течение суток получил специально для него разработанный протез носа, потерянного из-за рака. Врачи оцифровали поверхность лица пациента, смоделировали орган и распечатали его на 3D-принтере.

Напечатанные уши. В Китае для 5 детей с врожденной микротией (недоразвитостью ушных раковин) с помощью их клеток и напечатанных каркасов были созданы уши. Создание органов заняло около 3 месяцев, через полгода у 4 детей появились признаки формирования новых хрящей.

Распространению медицинской 3D-печати стремится помочь компания Cellink, продающая принтеры и биочернила для печати органов. Основными заказчиками выступают университеты, институты и научные центры.

Одним из применений напечатанных материалов являются тесты для фармацевтических и косметологических компаний. Представители Cellink рассчитывают, что благодаря этому сократится число тестов на животных.

Новые технологии также облегчают хирургическое вмешательство.

Змееподобный робот Flex Robotic от Medrobotics способен проникать в труднодоступные области горла, для чего врачу обычно требуется разрезать внешнюю сторону гортани. Продажи Flex были разрешены в Европе в 2014 году и в США в 2015 г., прибор успешно используется для проведения операций.

С помощью робота хирурги могут использовать ряд инструментов — скальпели, ножницы, зажимы и иглы. Благодаря устройству процесс оперирования становится проще, быстрее и дешевле.

Упрощение жизни

Компания Sivantos Group сделала более совершенными слуховые аппараты Siemens — блокировала полностью или частично внешний шум. Также в них была добавлена возможность беспроводного подключения к другим устройствам. В том числе это позволяет эффективнее использовать одновременно два аппарата для получения более натурального звука.

Виталий Потапчук, украинский программист с плохим слухом, разработал приложение BeWarned, сообщающее об опасностях и облегчающее жизнь глухим и слабослышащим. В приложение включено 4 ассистента — один определяет опасные звуки, другой конвертирует текст в речь, третий позволяет ощутить музыкальные треки, последний зовет близких на помощь. Основатель стартапа о проекте:

“Мы решили взяться за действительно глобальную задачу: создание мировой электронной инфраструктуры, которая облегчит доступ неслышащих людей ко всем сервисам и услугам, которые доступны слышащим людям: банкам, больницам, такси.”

Исследователи Университета Западного Сиднея создали пневматическую гортань, возвращающую возможность разговаривать лишившимся этого органа. Использование обычных протезов имеет недостатки, которых лишено устройство:

установка протеза подразумевает операцию и связывание с нервными окончаниями, девайс же прикладывается к внешней стороне шеи, от него проходит трубка до губ, которая определяет движения губ и дыхание;
голос после установки протеза получается глухим и хриплым, а при использовании устройства — естественным.

В будущем авторы пневматической гортани планируют заменить трубку у губ прибором для генерации голоса, прикрепляющимся к верхнему небу.

Инженеры Microsoft создали систему виртуальной реальности Canetroller, которая помогает слепым и слабовидящим тренировать незнакомые маршруты в домашних условиях. Система уже была опробована несколькими пользователями, однако по мнению одного из участников тестирования требует доработок:

“Некоторые звуковые эффекты не совсем реалистичны. Например, в реальном мире я примерно могу определить, где находится стена, поскольку она приглушает звуки. В виртуальном мире этого не было.”

Комплект из трекера, пояса с тростью и VR-шлема HTC Vive воспроизводит окружающую среду и имитирует взаимодействие с ней. Когда человек натыкается в виртуальной реальности на какой-либо объект, раздается характерный для него звук — металла, дерева и так далее. Также при этом пользователь ощущает вибрацию трости.

Помимо Canetroller, компания Microsoft разработала приложение Soundspape — оно доступно только для iOS — которое позволяет незрячим ориентироваться в пространстве с помощью звука.

В режиме “around me” Soundscape выступает в роли гида, рассказывая о заведениях и достопримечательностях вокруг поблизости. Пользователи также могут настроить специальные аудиосигналы для навигации.

Умные часы Dot адаптируют данные в шрифт Брайля при помощи дисплея из 36 ячеек. Они также обладают сенсорами для ввода информации пользователем. Dot могут выводить не только часы и будильник, но и уведомления из соцсетей, новости и текстовые сообщения. Помимо этого часы способны указывать дорогу, подсчитывать скорость и дистанцию.

Продажи умных часов начались весной 2017 г., в настоящий момент компания также разрабатывает планшет Dot Pad совместно с Google. Планируется, его выпуск состоится до конца года.

Be My Eyes — приложение для дистанционной помощи людям с плохим зрением, созданное датскими разработчиками. Платформа позволяет желающим стать волонтерами и по видеосвязи помогать слабовидящим — ориентировать в пространстве, описывать окружающие предметы и так далее.

Приложение является полностью бесплатным, и разработчики не намерены его монетизировать.

Значительно улучшить четкость зрения могут похожие на шлем виртуальной реальности очки eSight 3. Они оборудованы камерой высокого разрешения, которая передает все происходящее на встроенные OLED-дисплеи. Обработка видеосигнала проходит в специальном устройстве.

Пользователь eSight 3 способен четко, без задержек, и в полном свете видеть окружающий мир. Устройство позволяет также приближать изображение и записывать фото и видео.

Ивонна Феликс, использующая устройство:

“Я могу увидеть все: ваши глаза, улыбку, узор на блузке. Без него вместо вас я вижу мерцающее темное пятно.”

Почитать по теме

Эта статья изначально была опубликована в Дайджесте DTI — еженедельной подборке новостей об экономике и новых технологиях. Подписаться на Дайджест можно по ссылке.

Больше статей доступно на blog.dti.team

Технологии Медицина Искусственный интеллект Виртуальная реальность 3D печать