探測心率的手機應(yīng)用

    有這么一款手機應(yīng)用，可以通過探測膚色的細微變化來測量你的脈搏和呼吸，而你所要做的只是將食指按住智能手機的攝像頭，幾分鐘就可以了。

    這個新的應(yīng)用程序由伍斯特理工學院的研究人員研發(fā)。由于傳統(tǒng)的外部傳感器既昂貴又笨重，所以他們力圖研發(fā)出一些不需要外部傳感器就能夠記錄基本健康信息的智能手機應(yīng)用程序。

    老年人是這項技術(shù)的直接受益者，他們在家或在看護機構(gòu)的輔助下就可以監(jiān)測自己的生命特征。這款應(yīng)用的首席研究員紀全曾經(jīng)還展示了它的另外一種效果：“這款應(yīng)用似乎也能用在耳垂上，所以手機甚至能在你打電話的時候測量心率。”

    應(yīng)用的原理是依賴于手機攝像頭發(fā)出的綠光和閃光燈發(fā)出的白光相結(jié)合。但這些部件在不同的手機型號上并不一樣，所以棘手的問題來了，如何讓這款應(yīng)用程序在不同型號的智能手機上應(yīng)用，研發(fā)人員們還在努力。

    勁聽

    勁聽是一個新的手機應(yīng)用，通過一個簡單的測試，可以診斷用戶的聽力損傷究竟屬于哪一種類型，然后將手機的聲音頻率輸出定制，以更好地匹配接聽者的聽力。

    任何兩個人聽力損傷的類型都不一樣，所以對于聽力不好的人來說，放大音量并不一定會有效果。香港中文大學耳鼻喉部主任安德魯。范。哈賽特開發(fā)了勁聽，提供了一個具有針對性的解決方案。

    勁聽讓手機的發(fā)聲設(shè)備發(fā)出一系列頻率的聲音，用戶收聽效果差的頻率上的聲音被應(yīng)用放大。其他智能手機的做法往往是放大音量，但對于聽力在某種頻率上有損傷的用戶而言，這種辦法沒什么用處。

    當然，也有人發(fā)出不同的聲音。波士頓兒童醫(yī)院診斷聽力科主任布萊恩。福利格爾認為這款應(yīng)用可以加強人們對聲音的體驗，但聽力損傷還是要通過醫(yī)生解決。

    醫(yī)療類

    細胞打印機

    通過使用一種類似噴墨打印機的設(shè)備和裝滿了活體細胞的“墨盒”，美國維克森林大學的研究人員實現(xiàn)了對皮膚組織的人工制造。這個設(shè)備已經(jīng)在動物實驗中獲得了成功，不僅如此，它還能促進傷口的快速愈合。

    設(shè)備主體和常見的噴墨打印機類似，“墨水”則是活體細胞和其他液體，通過多種物質(zhì)的混合和化學反應(yīng)，皮膚創(chuàng)面就可以被打印上一層活體組織細胞。

    “打印機”有兩個噴頭：一個噴頭噴出的是皮膚細胞與纖維蛋白原（一種血液凝固劑）以及I型膠原蛋白（疤痕結(jié)締組織的主要成分）的混合物；另一個噴頭噴出的主要是凝血酶（另一種凝結(jié)劑）。

    在打印時，兩個噴頭噴出的物質(zhì)會迅速反應(yīng)，形成纖維蛋白同時凝血，之后一層類似于皮膚細胞的角化細胞也會產(chǎn)生，覆蓋到組織上起到保護作用。

    輕薄型胰島素給藥系統(tǒng)

    2007年，Amy Tenderich曾給喬布斯寫了一封公開信，請求他設(shè)計一款更好的胰島素泵來拯救自己的公司。當然，蘋果沒有在胰島素泵上花什么心思。

    由Tandem Diabetes Care公司推出的t：slim Insulin Delivery System（輕薄型胰島素給藥系統(tǒng)）大概可以滿足這個要求了，它是目前市場上最小巧的一款胰島素泵，并且該產(chǎn)品已經(jīng)獲得了FDA認證。

    這款胰島素泵使用了彩色觸摸屏，電池可以充電并且支持Micro-USB連接。這個產(chǎn)品的胰島素藥盒容量為300單位，采用了Tandem公司獨有的微量給藥技術(shù)。

    在設(shè)計這款產(chǎn)品的時候，Tandem Diabetes Care聽取了4000名醫(yī)療護理專業(yè)人士和糖尿病患者的意見，他們得到的反饋是產(chǎn)品要有型，并且操作簡單。

    超級隱形眼鏡

    美國華盛頓大學學者正研發(fā)一種超級隱形眼鏡，這款眼鏡類似一塊計算機顯示屏，戴上之后能輕易閱覽新聞信息，不用打開電腦或者手機就可以實現(xiàn)上網(wǎng)。場景是不是有點熟悉？沒錯，和《未來戰(zhàn)士》里的情節(jié)如出一轍。

    這種隱形眼鏡內(nèi)置有非常微細的組件，包括LED燈、電路及無線上網(wǎng)線路。這種鏡片曾在白兔身上做了測試，證實不會對眼睛造成損害。

    另一個關(guān)于眼睛的好消息是，英國12位失明者將在未來幾周接受手術(shù)，將仿生物學原理的微型芯片植入眼球后端，或許可以幫助他們重見光明。

    這款芯片內(nèi)含1500個光感應(yīng)器，感應(yīng)器接收光線后會轉(zhuǎn)化成電子訊號，刺激視網(wǎng)膜神經(jīng)，訊號透過視覺神經(jīng)傳到大腦，投射出影像。如果手術(shù)成功，芯片有可能會在2013年上市。

    超薄腦部植入裝置

    藥物不能治愈所有的病人，癲癇患者也一樣。對于這部分患者，神經(jīng)學醫(yī)生只能嘗試尋找定位他們大腦中癲癇發(fā)作的原發(fā)區(qū)域，然后利用手術(shù)將區(qū)域移除。因此，醫(yī)生會移開一部分頭骨，將一個大體積的傳感器陣列安置在患者額葉皮層的表面。

    但由那些傳感器生成的圖像并不精確。賓夕法尼亞大學和伊利諾伊大學厄巴納香檳分校兩位專家合作研發(fā)了一種小巧的腦部植入裝置，可以容納360個傳感器。相比之前不到100個電極的裝置，這個新產(chǎn)品由于傳感器更多，可以更清楚地記錄大腦活動。

    新的植入裝置超薄并且柔韌，它可以記錄癲癇發(fā)作中大腦突發(fā)的強烈腦電活動，分辨精度是傳統(tǒng)陣列的近50倍。

    癲癇治療方法會因此而產(chǎn)生變革，人們用更低侵入性的手段就能檢測和治療癲癇。不僅如此，它還可以讓醫(yī)生擁有前所未有的能力，對大腦功能和腦機接口效果有更深的理解。

    監(jiān)測診斷類

    U盤大小的基因分析儀

    除了匹配親子關(guān)系，基因檢測還有許多作用，比如預(yù)測一個人對藥物治療的反應(yīng)以及診斷某些遺傳疾病。然而大多數(shù)這樣的檢查速度很慢。

    DNAe快速基因檢測系統(tǒng)的速度改變了這個現(xiàn)狀。英國DNA電子公司和帝國理工學院的研究人員研制出了這種只有U盤大小的基因分析儀。

    研究人員克里斯。圖馬佐在一個展示大會演示了使用方法。他從幾個組織者那里采集了唾液樣本，然后將他們的遺傳物質(zhì)與從香蕉上提取的DNA進行對比。

    不到20分鐘，這個新儀器檢測出了人類的基因，速度比現(xiàn)在醫(yī)院中使用的最好的DNA檢測設(shè)備也要快得多。它可以幫助醫(yī)生更準確地開處方，以及更準確診斷患者的疾病。

    迷你超聲波傳感器

    現(xiàn)代醫(yī)學已經(jīng)為醫(yī)生們提供了一套侵入程度較低的手術(shù)辦法，讓他們通過工具進入病人的體內(nèi)進行操作，其中一種比較流行的方式是朝病人體內(nèi)插入一些長而纖細、彈性較好的導(dǎo)管。心臟電燒手術(shù)便是這類導(dǎo)管手術(shù)之一，被用來治療心跳異常。但1/3的病人都需要進行重復(fù)治療，因為醫(yī)生需要制造出手術(shù)傷疤組織，以阻止心跳異常電信號的不規(guī)則流動，但現(xiàn)有的圖像設(shè)備沒辦法幫助醫(yī)生測量出精確的范圍。

    飛利浦公司研制出的迷你超聲波傳感器解決了這個問題。研發(fā)人員將一個超聲波傳感器壓縮至1毫米大小，并將這個傳感器插進一個導(dǎo)管的頂端。傳感器的體積足以讓其進入血管之中，通過心臟的血管檢測心臟，并能讓醫(yī)生精確測量疤痕組織的大小。

    便攜式流體芯片mChip

    對于性傳播疾病，血液診斷通常是不可避免的檢查方式。但哥倫比亞大學生物醫(yī)學工程助理教授塞繆爾。斯亞研發(fā)了一個名為mChip的整合了芯片與藥物流體的診斷儀，能夠在芯片上將復(fù)雜的化驗過程簡化，有助于在不發(fā)達的地區(qū)快速實現(xiàn)醫(yī)療診斷。

    這個信用卡大小的一次性診斷工具，能夠在幾分鐘之內(nèi)給出血液診斷的結(jié)果�；颊咧恍枰獜闹割^上采集一點血液，15分鐘以內(nèi)，患者的檢驗結(jié)果就會顯示出來，這種新技術(shù)極大地降低了檢測和治療的間隔時間。

    儀器內(nèi)部的微芯片由噴射造型法集成，包含了微型的測試管和化學物質(zhì)，使用辦法是讓少量的試劑和病人的流體樣本被引導(dǎo)穿過設(shè)備的細小通道，以測試性傳播疾病。

    mChip用塑料注塑成型，使得這種芯片的生產(chǎn)成本很低。芯片的價值在1美元左右，整個設(shè)備大約也只需要100美元。

    數(shù)字聽診器

    早期心臟病或許能更容易地被發(fā)現(xiàn)了。通過一款數(shù)字聽診器，即使是病人在做其他檢查的時候，如果心臟有問題，醫(yī)生也可以捕捉到一些信號。

    這個由歐洲科學家發(fā)明的新設(shè)備基于計算機技術(shù)，可以將聽診器收集到的各種聲音與組成人心跳的聲音同步。隨后，這些聲音可以用一種名為獨立成分分析（ICA）的技術(shù)加以分析，最終數(shù)據(jù)會形成更容易理解的圖表。

    這種設(shè)備可以生成一幅心臟跳動示意圖，并展示出心臟內(nèi)的異常情況。在以前的檢查中，如果醫(yī)生不是心臟疾病方面的專家，他們很可能不會發(fā)現(xiàn)這些異常。

    數(shù)字聽診器外觀上看起來與傳統(tǒng)聽診器相似，但它可以接連地捕獲到4種聲音。除了全科醫(yī)生的門診，這項發(fā)明還適用于門診診所、急救和突發(fā)事故單位以及醫(yī)生并非心臟專家的醫(yī)院其他科室。

    頭戴式耳機超聲監(jiān)護儀

    這是一種不需要技術(shù)員的監(jiān)護儀，用以監(jiān)測腦血管痙攣的癥狀，只要把它像耳機一樣戴在頭上就可以了，由位于華盛頓貝爾維尤市的理療聲能公司研制。

    頭戴式耳機監(jiān)護儀的工作原理是：一系列超聲波通過大腦，其中的專用算法自動監(jiān)測中腦動脈—這是為大腦供血的主要動脈之一。耳機監(jiān)護儀能夠?qū)⑾嚓P(guān)的超聲波束定位在中腦動脈上，并測量其血液流量。

    這相當于監(jiān)護儀獲取了一組變量，和心率監(jiān)控儀的原理一樣，這些變量能夠被讀取，成為判斷病人情況的依據(jù)。另外，耳機附帶的一個儀器可以提供血液流量及峰值速度指標。

    從動脈瘤破裂中存活下來的病人也將受益于這項發(fā)明，畢竟這種新的設(shè)備使用簡單，可以對高危病人進行不間斷監(jiān)測。相對于傳統(tǒng)設(shè)備來說，這樣的監(jiān)護儀算不上是很大的負擔。

    納米磁微粒

    瑞士蘇黎世的研究人員正在研發(fā)一種納米磁微粒，這些微粒能夠?qū)⒀�液中可能有害的成分剝離出來。這一技術(shù)有可能用于治療人類的藥物中毒、血液感染和某些癌癥。

    研制的過程聽起來有些復(fù)雜：將涂上碳衣的納米顆粒磁化，然后布滿針對特殊分子的抗體，一些有害的分子，比如容易導(dǎo)致炎癥的蛋白質(zhì)和鉛將被清除出血液。具體方法是在血液中加入納米磁粒后，再將血液在透析機或類似的機器中流過一遍，有害成分將被過濾出來。

    在磁粒進入再循環(huán)之前，設(shè)備中的磁力分離器將這些載有有毒物質(zhì)的磁粒排入一個貯藏庫，它們和血液就可以分離開了。

    CellScope

    對于疾病的診斷以及血液樣本的分析來說，顯微鏡是一種非常重要的醫(yī)療工具。但目前許多不夠發(fā)達的地區(qū)缺乏臨床品質(zhì)的顯微鏡，也沒有能夠評估顯微鏡數(shù)據(jù)的醫(yī)療專業(yè)人員，所以顯微鏡的醫(yī)療使用受到很大的限制。CellScope的出現(xiàn)從某種程度上解決了這些難題。

    CellScope造價低廉，能夠讓便攜式顯微鏡與手機或者筆記本電腦結(jié)合使用，把更好的醫(yī)療保健帶到那些沒有醫(yī)療中心的地區(qū)。用戶可以使用手機拍下顯微鏡下的照片，然后以郵件附件的形式發(fā)送給醫(yī)生，尋求診斷以及醫(yī)療建議，花費不大，還省了時間。

    目前CellScope系統(tǒng)顯示出的圖片已經(jīng)與顯微鏡下的照片一致，并成功地使用在瘧疾和肺結(jié)核的診斷上。

    Gene-Z

    密歇根州立大學的工程師及醫(yī)學專家們共同開發(fā)了一款廉價的掌上型癌癥診斷儀，尤其適用于在醫(yī)療資源相對有限的地區(qū)進行癌癥診斷。

    這個名為Gene-Z的儀器通過和iPod Touch或者Android系統(tǒng)的平板電腦相連，可以對短鏈RNA以及其他遺傳學標記進行基因分析。短鏈RNA是調(diào)控基因的短鏈小分子，某些短鏈RNA上的突變與癌癥等疾病有所關(guān)聯(lián)。

    Gene-Z環(huán)保到只需要太陽能充電電池就可以維持操作，而且成本很低，所以非常適合資源有限的地區(qū)使用。除了癌癥診斷，研究人員們也在研發(fā)適用于其他疾病的Gene-Z診斷儀，包括常規(guī)肺結(jié)核、抗藥性肺結(jié)核、HIV病毒水平的診斷，以及監(jiān)控抗生素抗性。