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可植入设备:人体将拥有超能力?
作者: | 来源: | 编辑: 发布时间:2014-07-10 08:23:40 阅读:
  

随着可植入设备的技术进展,人们对它的期待已经不仅仅以医学为目的,人们希望通过它提升对于外部世界的感知能力。但事实上,当下医学的要义依然是帮助疾病患者解决问题,而不是为了突破人作为生物体的自然属性。普通受众在面对可植入设备时还需要更为理性的价值判断。

就在去年谷歌眼镜正式面市,掀起可穿戴设备浪潮之时,一种视网膜假体系统作为首个植入式治疗成人晚期视网膜色素变性(RP)的装置,已经得到了美国食品药品监督管理局(FDA)的批准。事实上,智能型植入式设备早就被看作是未来重要的医疗技术之一,而受到诸多研发人员的亲睐。显然,可植入设备的价值还远不止于此,不仅仅在医疗健康领域,在提升人类对外部世界的感知能力上它也将发挥更大的作用。不过,质疑的声音也伴随着它,这种带有“侵入性”的高科技究竟能走多远、应该走多远?

医疗技术新革命

近年来,生物医学工程师一直在研究小型的、可植入的监测设备,从人体关键部位或血液中,以无线方式向体外接收设备发送数据。例如,美国GlySens公司研制了一种植入式新型葡萄糖传感器,可向数百万糖尿病患者提供无线检测系统。这种设备可以持续监测患者的皮下葡萄糖水平,而监测结果可以反映血糖浓度。

生物医学工程师认为,如果内脏器官的无线监测设备与具有柔韧性、形状可变的设备相结合,医生和病人就能实时获得多种疑难病症的信息。尤其是心脏病、糖尿病等慢性病患者能因此得到更好的监护。

事实上,目前研究人员已经发明了一种轻薄而柔韧的设备,可以像假文身一样贴在皮肤上或植入皮下组织。摩托罗拉公司研发的“电子文身”由超薄电极、电子元件、传感器、无线电源和通信系统所组成,可以测量佩戴者的心率、血压、皮肤的温度等关键数据。该设备由超薄电极、电子元件、传感器、无线电源和通信系统所组成,目前可以测量佩戴者的心率、皮肤的温度、紧张度和水化作用的水平,这些指标都有助于专业人员跟踪佩戴者的健康指标。

尤其让人们激动兴奋的是,能恢复失明病患视力的视网膜植入设备。设备由一个小的视频摄像机、发射眼镜、影像处理单元(VPU)和植入型视网膜假体(人工视网膜)组成,取代视网膜退化细胞的功能,并改善患者对图像和运动的感知能力。VPU会将视频摄像机的图像转换成电数据无线传输到人工视网膜上。

关键技术有待突破

尽管可穿戴设备以及更进一步的可植入设备作为当下最热门的生物工程技术之一,吸引了诸多目光,但作为一名业内的科研工作者,中国医学科学院生物医学工程研究所研究员、生物医学信息检测与处理研究室主任沙洪在接受《中国科学报》记者采访时,所表现出的则是对这项技术谨慎的预期。他告诉《中国科学报》记者,可植入设备仍面临关键技术的难题,首当其冲的就是供电问题。

自从1958年第一个永久起搏器被植入后,可植入医疗设备的制造商就在不断尝试为其产品提供电能的各种方法。如今,不可充电的锂电池较为普遍,应用在心脏病和神经源性疾病的移植设备中,一般能够提供7年到10年的使用时间,已经属于比较“长寿”的了。沙洪认为,除非在生物电池领域获得突破性的进展,否则植入式设备始终无法真正永久、可靠地工作。据了解,有研究人员正试图利用人体内的葡萄糖代谢所产生的能量作为像起搏器这样的可植入设备的电源。

不仅如此,他还表示,体内植入式的电极、传感器等对人体而言终究是异物,它们面临被身体组织吸附的风险,一旦被包裹就有可能导致设备功能失效。沙洪举例,金属质地的人工心脏瓣膜植入人体以后,血小板会自然聚集到瓣膜周围,导致人工材料毁坏,患者必须终身抗凝;深部脑刺激电极在植入神经髓鞘后,会慢慢遭到周围结缔组织的“腐蚀”,刺激强度会逐渐减弱,电流要求逐步增加,否则刺激就会无效。

他告诉《中国科学报》记者,在动物实验中,曾经尝试过将血糖监测设备植入血液中,以无线方式向体外接收设备发送数据,但要保证电极在血液中不被吸附,尤其是表面的敏感膜不被附着,目前的材料技术还很难完全做到。

“即便植入式设备可以记录人体的一些生化指标、生理参数,想要作为疾病诊断、治疗的依据,其信度如何还不得而知。”沙洪提到,心脏疾病、高血压等并不是单纯依靠几个生理参数就可以简单判断的,疾病的诊断需要一个综合评价系统,包括多项生理参数、家族史等,设备数据分析、处理的智能化程度尚无法替代医生。

当然,他也坦言,自检式的医疗设备的主要作用是提供日常监测和预警,并非要取代医院就诊,但对普通老百姓而言,由于普遍缺乏医学生理学的知识,对于生化指标、生理参数的理解欠缺,也容易出现误读。因此,他认为,这类设备的普及也有赖于全民医学素养的提升。

人类是否需要“超能力”

随着可植入设备的技术进展,人们对它的期待已经不仅仅以医学为目的,人们希望通过它提升对于外部世界的感知能力。例如那些科学狂人们尝试过的植入式的指南针、植入式的隐形耳机、植入式的无线射频识别(RFID)芯片等等。也许有一天,人类即便老去也不会耳聋眼花,相反,通过植入传感器,人类能够拥有“千里眼”“顺风耳”,不必触摸也能感知物体的温度。

再如摩托罗拉公司正在研发的电子药丸,用户可以将含有内置微型芯片的药丸直接吞服下去,然后利用胃酸发电产生18比特的体内信号,将整个身体变成密码。这意味着,人类将拥有“超能力”,在触摸手机、电脑、大门和汽车时,个人身份信息就会得到验证。

在一些人看来,未来使用植入设备就和使用手机一样司空见惯。

“但事实上,当下医学的要义依然是帮助疾病患者解决问题,而不是为了突破人作为生物体的自然属性。”沙洪指出,可穿戴设备或者是可植入设备的作用有些被有意无意地夸大了。

“在目前的科技水平下,医用植入式设备还只能作为一种临时性的手段应用,而且主要是针对一些特殊人群。除了疾病患者,还有宇航员、军人、运动员等,他们有的是受到环境的限制,无法随身佩带大型的体外监测设备,有的则需要更为精确的生理参数。”总之,沙洪认为,普通受众在面对可植入设备时还需要更为理性的价值判断。

北京协和医学院社会科学系副教授张新庆认为,可植入设备如果从医疗目的推广到非医疗目的,一定程度上是呼应了市场的需要,既满足一部分人的好奇心或者是特殊需要,又能为生产企业带去收益。

“但是,一项新技术一旦扩大最初的人群适用范围,就需要考虑它的社会影响。技术往往有自身发展的逻辑,但社会不能完全任由技术发展。”张新庆说,“可植入设备如果只作为医疗器械在医院使用,其拥有一套成熟的使用规范和监管措施,可一旦它作为一种商品可供市场上的消费者购买使用,技术标准、适用范围和监管措施必须同步,不能滞后。毕竟,普通消费者并不清楚可植入设备的侵入性究竟会对人体产生怎样的影响,是否存在潜在的风险。”

 

 

转自求是理论网-科学普及

 

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