惊人的医疗技术进步与展望

惊人的医疗技术进步与展望

近年来,医疗技术的发展可谓是日新月异,新的技术不断发展,每年都有新药获得批准并用于临床,挽救了很多患者的生命。年都有哪些惊人的医疗技术进步,年又会有什么新的可以期待的进展呢?

年12项惊人的医疗技术进步

医学教育-超越现实

众所周知,教育需要不断改革,医学教育也是如此。从医学生成长为专科医生需要多年的学习与历练,其中人体解剖的学习至关重要。传统的解剖学实习都是用尸体,来源有限而宝贵。而由总部位于爱尔兰的3DMEDICAL的医学科学技术人员发明的一套实时动态互动的3D人体解剖平台,使医学生和医生不需要切开尸体就能了解人体各部位的细微的解剖结构,外科医生可以利用这套软件设计手术方案。

另一项有趣的工具是3D互动医学影像技术,称为EchoPixel。它是从CT和MRI扫描中获取数据并将其转换成3-D全息图像,以便能够查看患者组织和器官,并将其与真实的物体进行互动。医生带上特殊的眼镜,眼前的器官活灵活现,病变显示清楚,医生可以借助光笔切割,移动某一部分,模拟肿瘤切除等。我们在科幻影片中见到的场景,已经成为现实。

2.人体头部移植

据科学期刊报道,世界上第一个人体头部移植手术是在尸体上经过18小时的手术完成的,成功地连接了两个人的脊柱,神经和血管。这项手术是由中国哈尔滨医科大学的任晓平博士领导的,他的团队去年成功地把头部移植到了一只猴子身上。意大利都灵高级神经调节小组主任SergioCanavero教授已经与该小组合作,他告诉“每日电讯报”,对神经的电刺激证明了对尸体的手术是成功的,两人已经完全结合在一起。这是正式进行活体人头移植术之前的最后一步演练。然而此项技术已经引起广泛的争议,这涉及很多复杂的医疗技术和术后康复问题,还有伦理问题,即使手术成功,这个新的“人”是谁呢?

3.掌上型诊断仪-高通三录仪年新进展

如果不进行深入的检验,对患者进行诊断一直是一个挑战,不久的将来,我们可能会有一些便携式设备可以在几秒钟内,而非几小时或几天内帮助确诊病情。此类设备的先驱者有两家公司获得发明奖,分别是:DynamicalBiomarkersGroup和FinalFrontierDevices,主要产品分别如下图所示,均为简易便携式诊断仪,数据可以直接通过智能手机传输,特别适用于一般家庭和医疗资源欠发达地区使用。

4.盒子里的心脏:温暖的血液灌注系统

心脏移植已经发展成许多严重心力衰竭患者经过药物治疗无效后的治疗选择。通过抑制免疫系统和预防感染的治疗改进,心脏移植接受者的生存得到改善。不幸的是,尽管潜在的接受者人数不断增加,但心脏捐献者的数量已经达到了高峰。全球每年有超过例心脏移植手术,尽管据估计最多可有5万人需要做移植。这种重要的器官短缺意味着医疗保健提供者必须严格评估谁应该接受心脏移植。

多年来,美国的外科医生一直将器官保存在冷的溶液中,并通过冷却器运送到需要接受的患者处。但是这个过程会对心脏造成伤害,并且在某些情况下使其无法使用。

研究表明,一种称为温灌注的新方法可以保持心脏跳动和肺部“呼吸”,同时允许医生评估和处理器官,使其持续更长时间。

5.无导线起搏器

大多数传统的人工心脏起搏器都是经手术放置在胸腔内,而电极置于心脏内。二者有导线相连。而最新一代的起搏器,如美敦力(Medtronic)的Micra和圣尤达的Nanostim体积很小,可被直接植入患者的心脏。侵入性较小,通过腿部的静脉置入心脏,因此没有传统起搏器导致的胸部切口,疤痕或肿块。自主一体,完全独立于心脏中。它消除了由胸部切口引起的潜在的医疗并发症和从传统起搏器进入心脏的导线。小-Micra比传统的心脏起搏器小93%,大约是一个大维生素胶囊的大小,Nanostim相当于一个AAA电池大小。二者均不影响MRI检查。Micra电池寿命大约12年,Nanostim电池寿命与常规单腔起搏器寿命相似,一般≧8年。下图可见传统起搏器(A)与微型一体化无导线起搏器(B)安装示意图:

图A

图B

6.癌症的先进细胞免疫治疗方法

1.年8月30日,美国食品与药物管理局(FDA)批准嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法tisagenlecleucel上市,用于治疗难治或至少接受二线方案治疗后复发的B细胞急性淋巴细胞白血病(ALL)。这是全球首个获得批准的CAR-T疗法,也是美国市场的第一个基因治疗产品,具有里程碑式的意义。ALL一旦复发非常难以治疗并迅速进展;大部分患者在几个月内死亡。纪念斯隆凯特琳癌症中心(MemorialSloanKettering)细胞工程中心创始人,Juno联合创始人MichelSadelain说:“对于停止对所有其他治疗作出反应的患者来说,这种反应速度是前所未有的”。据一篇临床试验报道,27名成人中有24名患有难治性急性淋巴细胞白血病(ALL)的患者经过CAR-T治疗后缓解,其中6名患者保持无疾病状态持续一年以上(ASH,摘要,)。

2.美国和德国的两个研究团队,年7月5日同时在《自然》杂志在线发表成果,宣布针对肿瘤的“个性化疫苗”临床试验,取得重大突破。从理论上看,这种方法有可能用于治疗任何癌症。在这两项临床早期试验中,美国波士顿达纳-法伯癌症研究所副教授CatherineWu团队和德国缅因兹大学UgurSahin团队,都选取中晚期的黑色素瘤患者作为试验对象,他们是复发高危人群。最终,两个团队的结果都让人欣喜,一大半的患者在接种疫苗后,肿瘤没有复发,即使复发的患者,一部分在使用PD-1免疫疗法后,肿瘤也再次消失。

7.芯片上的器官

目前新药的临床试验需要花费很多年的时间才能完成,FDA审批的复杂性,使单一化合物的试验成本可能会超过20亿美元。监管机构对新药的审批过程漫长而乏味。必须确保药物在上市之前以令人信服的方式确认它对人体的有效性和副作用。通常需要经过体外-细胞为基础的试验、体内-动物试验、临床1-3期人体试验、批准、第四期临床试验等繁杂步骤。研究人员现在开始尝试新技术,这将有助于减少每年杀死数百万动物的这类试验的时间和成本。因为实验室不能复制人体的环境,难以确定患者对治疗的反应。在TEDxBoston,来自哈佛大学维斯研究所的杰拉尔丁·汉密尔顿(GeraldineHamilton)博士展示了科学家如何将活的人类细胞植入模拟人体条件的微芯片中。这些“芯片上的器官”可用于研究药物毒性,确定潜在的新疗法,并开辟一条全新的思维模式,探讨未来临床试验的新途径。

肝脏肠道肺心脏骨髓

8.3D打印药物

3D打印已经有很多年了,主要用于制造业。这种类型打印也被称为立体平版印刷,可以通过逐层融合不同的材料来创建几乎任何物体,以形成数字3D图像的实体版本。在过去的15年里,3D打印已经扩展到医疗行业,被用来定制假肢和牙科植入物。现在,也可能有机会将其用于个性化医疗。

3D打印可以通过三种方式永远改变药物世界

1)个体化药物剂量,根据患者需要进行个体化口服药物剂量定制,

2)特别的剂型,3D打印技术可以无限制地生产各种剂型的口服药,这对传统制药业是一个挑战。

3)更复杂的药物释放模式,3D打印有利于制造更加复杂的复合口服药物片剂,每种药物成分之间设屏障和粘合剂,一粒药可以有多种缓释药剂成分,未来有可能制造出更加有效的药物。研究人员还在这一领域进行深入研究。

下图是第一个由Aprecia药物公司3D打印的药物

9.用于心脏的合成激素

心脏病仍是美国的首位死亡原因,比癌症致死率略高。约四分之一的心力衰竭住院患者存活不会超过一年。但是据加利福尼亚大学旧金山分校的一项研究显示,一种新药Serelaxin将存活率提高了37%。这是一种人工合成的激素松弛剂,该激素存在于孕妇体内,可以缓解胎儿给心脏增加的压力。

尽管Serelaxin的制造商Novartis创造了RLX,并注册了Reasanz的商标,但是尚未获得FDA批准,仍将继续在FDA的要求下改进。

10.年轻血液抗衰老-青春的源泉?

青春的源泉是否正成为现实?我们未来可能会采用一种新的治疗方法,用25岁以下的年轻人的血液来逆转衰老的影响。Alkahest公司正在开发试验来鉴定血浆中使人体组织年轻或老化的关键蛋白质,然后以此制造出产品-这可能需要10到15年的时间。在短期内,公司还有另外一个战略。今年早些时候,西班牙血液制品公司Grifols承诺以万美元收购Alkahest公司45%的股份。另外还有一千二百五十万美元,该公司将资助更多的研究,以换取Alkahest第一批产品的权利。在接下来的两年中,Alkahest将采取人体血浆并将其分成富含不同蛋白质的部分。然后每个部分将在小鼠中进行测试,看看他们是否增强大脑功能。所有这些都将被迅速引入到人体试验中,并发展成为第一代产品。

11.基因组编辑/拼接

基因组编辑是对细胞或有机体的DNA进行特定改变的一种方式。一种酶以特定的顺序切割DNA,当细胞进行修复时,对基因序列作了改变或“编辑”。

Intellia是一家领先的基因组编辑公司,专注于使用最近开发的称为CRISPR/Cas9系统的生物学工具开发专有的,具有潜在疗效的治疗方法。Intellia认为CRISPR/Cas9技术具有通过单一治疗过程永久编辑人体内与疾病相关的基因来转化药物的潜力。这种技术很快获得了批准用于动物实验和体外细胞实验,相信不远的将来可用于治疗许多人类有基因变异的疾病,包括胚胎基因编辑,治疗遗传性疾病。

12.生物可吸收支架

每年有60万人接受金属冠状动脉支架植入术,以治疗冠状动脉阻塞。大多数情况下,支架在完成任务后很长一段时间都会一直留在那里。这些支架可能会抑制自然血流,引起其他并发症,如血块。

那么如果他们可以消失呢?这是研究人员终于达成的一个长期追求的目标。年7月美国FDA批准了第一个生物可吸收支架用于临床。这种由自然溶解的聚合物制成的支架可扩张堵塞的动脉两年,然后以类似于可溶缝合物的方式被吸收到体内。消失的支架留下健康的自然动脉。患者可以自由停止抗凝血药物治疗,并有资格享受更广泛的医疗服务。更重要的是,恢复时间已经从金属支架的三至四周到短短几天。尽管美国只有一个可吸收支架的版本获得FDA批准,然而自年以来欧洲一些国家已经在应用这种支架治疗冠心病。更多的此类产品将会到来。专家认为,六年内市场潜力将达到20亿美元。

展望年十大医学创新

克里夫兰诊所根据近名克利夫兰诊所专家,多个提名,投票选出年度十大医疗创新。预计的年10大医疗创新如下:

1.混合闭环胰岛素输送系统

每天晚上,有多少I型糖尿病(T1D)孩子的家长因担心孩子在睡眠中出现低血糖而忧虑难眠?尽管发生无预警睡眠中T1D相关死亡的发生率只有5%,这一统计数字也足以令世界各地的患者,亲属和护理人员心惊胆战。现在,一种新型的混合闭环式胰岛素输送装置让我们看到了希望。

在年年底,FDA批准了第一个混合闭环胰岛素输送系统。这取代了“开环”概念,开环装置中基本上有三个独立的系统:(1)连续血糖监测(“CGM”)装置;(2)胰岛素泵,以及(3)患者自己必须使用CGM的信息来确定要注射多少胰岛素。而这种新的闭环技术可以在CGM和胰岛素泵之间进行直接沟通,从根本上消除了患者的负担,每天可以省去2到4次皮肤穿刺测血糖对仪器进行校准。它被誉为世界上第一个人造胰腺。这种做法不仅使T1D管理变得前所未有的简单,而且在稳定血糖方面也获得前所未有的赞誉。在一项研究中,青少年平均血糖水平(也称为“A1C水平”)从7.7%下降到7.1%,成人水平从7.3%下降到6.8%。传感器读数也显示参与者提高了他们的目标血糖范围,青少年近7个百分点和成人4个百分点。显著的效果促使FDA比预计的时间更早的批准了该设备的应用。由于越来越多的病人需要它,越来越多的保险公司将此最先进的医疗系统纳入医保,预计其将在年出现供不应求的局面。专家还乐观地认为,在T1D患者中证明的结果将加速不久的将来提供给数百万2型糖尿病患者的类似产品。

2.神经调节治疗阻塞性睡眠呼吸暂停

对于一些阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者及其亲人来说,持续气道正压通气(C.P.A.P.)装置是为家中每个人带来安静和清爽的睡眠的标准疗法。但是,C.P.A.P.也会给一些人带来许多不愉快,无法舒适地休息,比如会导致许多睡眠中断,包括不必要的噪音,不能耐受的压力,面具刺激,幽闭恐惧症,鼻塞,口干等。据估计,超过40%的患者拒绝佩戴。据报道,许多人在夜间不自觉地摘下CPAP面罩,选择更加危险的夜间睡眠,其间由于呼吸道肌肉无力导致呼吸暂停或浅呼吸导致睡眠中缺乏氧气和间歇性清醒,继而可能会导致许多疾病,包括高血压,中风,糖尿病和抑郁症。

误用或停止使用C.P.A.P的风险为创新者寻找一种不那么侵入性的方式来治疗OSA创造了机会。其结果是神经调节装置的诞生,预计该产品在年将会进入睡眠市场。

这种装置是将一种植入物,通过微创手术埋于下颌内,接受刺激来打开关键的气道肌肉。这些系统由远程或可穿戴贴片控制,包括呼吸传感器和由小电池供电的刺激引线。在睡眠期间,系统感知呼吸模式并且对舌头和喉咙提供温和的刺激以保持气道打开。来自该疗法的临床测试的阳性结果包括呼吸暂停低通气指数(AHI),睡眠呼吸暂停严重程度的标志物和基础血氧饱和度降低事件的高百分比降低。

由于超过2万美国人患有睡眠呼吸暂停而不寻求治疗,预计神经调节技术将为更多的OSA患者及配偶提供更好的睡眠。

3.基因治疗遗传性视网膜疾病

FDA预计会在年初批准一项针对RPE65变异的遗传性视网膜疾病的基因疗法。这种基因治疗应用重组AAV2载体携带编码RPE65基因的功能性拷贝治疗由双等位基因RPE65突变引起的遗传性视网膜疾病(“IRD”)。RPE65介导的遗传性视网膜疾病的实例包括莱伯(Leber)先天性黑蒙和视网膜色素变性的一些形式。莱伯先天性黑朦是一种遗传性早发性视网膜营养不良,并导致儿童严重视力下降。视网膜色素变性更常见,影响成人。这种情况导致杆状感光细胞首先死亡,导致夜盲症和视野丧失。最终,锥体细胞也失去了,使视野受到严重限制。渐进的视力丧失和失明不可避免。

年,FDA将孤儿药物奖授予RPE65基因疗法,10月份,美国健康顾问小组建议批准这些创新的IRD治疗方法。专家认为,这种治疗的获批可能造就更多的基因疗法获得孤儿药物和突破性治疗方法的地位。

目前为恢复IRD患者的视力,并将基因治疗带入主流疗法的道路比以往任何时候都更加清晰。

4.让低密度脂蛋白胆固醇空前减少

低密度脂蛋白(“LDL”)胆固醇被认为是坏胆固醇是有原因的。低密度脂蛋白胆固醇导致脂肪沉积,可能阻塞动脉。斑块积聚导致动脉粥样硬化,阻碍血液流经心脏,脑,肾和四肢的动脉。结果可能是颈动脉疾病,外周动脉疾病,心绞痛,慢性肾病或美国人的头号杀手-冠心病。

几十年来,医生和科学家一直致力于降低LDL胆固醇。第一种他汀类药物于年被FDA批准,旨在阻断肝脏用于制造胆固醇的HMGCoA还原酶。虽然他汀类药物对于高胆固醇患者已经取得了成功,但还有一大部分患者需要更多的帮助。PCSK9抑制剂(年前十大医疗创新中的第四名)是最新一类的降胆固醇药物,可以阻断酶通过细胞外液清除LDL颗粒。这些新药正在将胆固醇降低到前所未有的低水平。当PCSK9与他汀类药物一起服用时,低密度脂蛋白水平降低了75%。虽然这个数字令人惊奇,但是有很多病人和医生想知道,到底多低算太低?

在过去的几年里,许多临床试验都在进行这个理论的检验。年8月份25,例患者的研究报告显示,服用他汀类药物和PCSK9抑制剂以达到超低LDL水平的患者心血管病死亡,心肌梗塞或中风的风险降低了20%。没有不良事件发生。

那么这有什么意义?现在医生们已经有了对抗LDL胆固醇的工具和研究手段。鉴于每年有超过,人因冠状动脉疾病死亡,每年有,次冠状动脉疾病发作,目前有万美国人的胆固醇水平高于健康人的事实,这些新策略有望在年扭转局面。

5.远程医疗的出现

几十年来将医疗环境扩展到病人家中是医务人员一直孜孜以求的目标。经过多年的试验和发展,如今远程医疗已经在世界范围获得广泛认同。

年网络的普及使得远程医疗更易实现。现在有80%的美国人拥有智能手机,其中近75%的人拥有宽带服务可以关联比以往任何时候都更多的人。对远程医疗的需求现在有了全球基础设施的支持和促进。

90%的医疗机构高管报告已经或正在建立远程医疗计划。报告还预测年有万患者,比年增长19倍。这些技术也正在扩展到简单的双向视频平台之外。现在越来越多的患者配备了附加设备,记录和报告生命体征或术后进展情况,以便定期监测患者的状况。年将有超过万患者使用远程监护设备向他们的医生提供信息。还有正在建设的平台使临床医生之间有更多的互动。例如,克利夫兰诊所的移动中风治疗部不仅配备了在患者家里治疗中风所需的工具,还配备了与中风神经科医生以及神经放射学家的远程医疗连接,使医生们可以远程提供专家指导。结果令人印象深刻,将急性中风的治疗开始时间缩短了40%,这是让更多患者能够重新获得独立行走能力的一个因素。

专家认为,随着这一势头的兴起,年远程医疗和服务的出现与加速确信无疑。

6.下一代疫苗平台

根据美国CDC的估计,疫苗有可能防止过去20年里2万人住院治疗,73.2万人,包括儿童的死亡。鉴于这一现状,加之近期的埃博拉病毒与塞卡病毒的爆发,促使创新者们正在寻找开发,运输,储存和接种疫苗的新途径并迅速相互关联,以防止当前和未来的疾病与流行病。有关公司正在寻找使用烟草植物,昆虫和纳米粒子系统开发流感疫苗的更快方法,而不是依靠鸡蛋孵化病毒。这些新方法会节省数百万美元的开发成本。创新者也正在完善冻干疫苗的使用,这可以允许将更多的产品运送到最需要的地方。该技术还使疫苗允许更长的储存时间,而不是变成不可用的产品,而这往往是许多疫苗的命运。

创新者也在思考除了注射之外的其它接种疫苗的方法。轮状病毒疫苗自年以来一直在市场上销售,但据估计,全世界每年有,名儿童死亡,部分原因是由于一个显而易见的事实:儿童(和家长)不喜欢接种疫苗。在过去的一年里,口服轮状病毒疫苗宣布了第三期临床试验的阳性结果。针对其他病毒的口服疫苗,粘膜疫苗,鼻内疫苗和疫苗芯片也在大力开发中。预计到年,针对流感的一种创可贴式的贴剂疫苗将被销售给儿童和成人。

7.乳腺癌靶向治疗的重磅武器

当前,对乳腺癌进行最全面攻击的时刻正在到来。通过激素疗法,化疗和放疗的治疗方法仍然是延长生命的有价值的选择。但是这些钝力攻击往往不足以将癌症控制住,也可能导致健康细胞的附带损伤。数十年来,更多的靶向治疗一直是创新者的圣杯。在过去几年中,许多其他癌症已经看到这些疗法的好处,包括白血病,前列腺癌和卵巢癌。年将是乳腺癌有标志性的一年,该轮到对乳腺癌治疗有突破性进展的时候了。

对于BRCA1或BRCA2阳性的乳腺癌患者,一种靶向治疗带来了新的希望,这在卵巢癌治疗上已经看到了成功。癌症DNA产生的蛋白常常被化学分解,但是BRCA基因具有备份修复此DNA的计划,由多聚二磷酸核苷核糖聚合酶(PARP)实施,如能阻断PARP,则可能控制癌症。年,III期临床试验的结果显示单独使用PARP抑制剂治疗的乳腺癌患者获得7个月的无进展生存期,而接受单独化疗的患者只有4个月的无进展生存期。迄今为止,这一差异正在激发研究人员,企业和肿瘤学家的想象力,要将PARP抑制剂提升到新的水平。

HER2阳性乳腺癌因含有过量促进癌细胞生长的蛋白质而被命名。这种过度表达占乳癌患者的20%,通常对传统治疗方法耐药。然而,这些靶向治疗正在显示出积极的初步结果,特别是与化疗联合使用。一项研究显示,少数经过联合治疗的患者得到长期缓解。

ER阳性/HER2阴性的乳腺癌患者也有理由抱有希望。年,市场上将出现三种CDK4/6抑制剂,这些抑制剂会干扰细胞合成DNA并为分裂做准备的过程。专家认为,来自各种研究的累积结果都指向存活率增加,并且可能最终使大量乳腺癌患者停止化疗。

8.加速术后康复

几个医学中心一直在开发手术后“快速”或“增强”恢复的概念。最近,综合研究表明,一种称为ERAS(“手术后增强恢复”)方法,包括术前允许患者进食,通过规定替代药物来限制阿片类止痛药,并且鼓励定时行走可以减少并发症的发生率并加速手术后的恢复。ERAS可以减少血栓,恶心,感染,肌肉萎缩,住院及更多问题。患者还接受手术后的营养计划,以加速康复,医生正在使用多种方式止痛,限制使用麻醉药。

迄今为止,一项招募了9名手术患者的特殊方案报道手术并发症下降了三分之一。该方案还将其阿片类药物处方减少了21%。这项在美国医学协会杂志上报道的研究证实,结直肠切除病人的死亡率下降。该研究还显示,髋部骨折患者出院回家率较高,而不是转到专业护理机构。另一项研究表明,ERAS计划正在降低每名患者美元以上的费用。

克里夫兰诊所消化疾病与外科研究所主席ConorDelaney博士说:“结果令人吃惊。“使用ERAS,我们已经表明,在手术后的2-3天内回家的病人只有低至2%的再入院率。

在年,外科学会和大型医疗体系之间形成了合作关系,医院的资金和教育投入,以便大规模实施ERAS方案。这样做的结果告诉我们,旧的一套告终,手术康复新纪元的曙光已经降临。

9.医院病人的中央监控

长期以来,医院一直在努力应对“警报疲劳”,因为忙碌的护士对心脏遥测监控系统产生的持续不断的噪音变得麻木不仁。尽管不到10%的警报具有立即临床相关性,但是在讨厌的呯呯噪音中,重要的警告信号可能会被错过。因此,根据美国心脏协会(AmericanHeartAssociation)的资料,只有不到四分之一的患者在院内心脏骤停后幸存下来,而高达44%的住院心脏骤停患者没有被适当地监控到。因此,警报安全现在成为医疗领域的热门话题,最医院里的顶级技术危害。

作为“任务控制”操作的一部分,中央监控已经出现,异地人员使用先进设备,包括传感器和高清摄像机来监控血压,心率、心律、呼吸、脉搏、血氧和更多。风险分层算法吸收复杂的数据,自动产生警报,触发现场干预,同时过滤出许多不重要的警报。年,美国医学会杂志发表了应用中央监控单位(CMU)前13个月使用规范化标准的结果,显示出降低冗余或不重要警报的比率,同时改善临床结果的真正希望。在此期间,CMU监测了近10万名患者,探测出严重问题并将79%的事件提前通知了现场工作人员。该研究报告说,中央监控单位给出预警的心肺骤停患者的生存率高达93%。

自此,进一步的创新正在产生一个能够使每名技术人员监测病人数量翻一番的系统,改善临床预后并减少通讯传输时间。“天上之眼”的结果正医院的







































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