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这些大众化技术有望用于未来的医疗器械

2018-10-19

对于本文中介绍的两项技术,您可能不会直接和医疗健康应用联系起来,但在未来的几年中却可能在医疗器械行业中掀起波澜。

消费者产品行业的快速发展催生了众多令人惊叹的新技术和新发明,其中一些创新被医疗器械行业广泛应用。这些技术在治疗中或许并没有重要的作用,但却极大地改善了器械的易用性,这在有效的医疗护理中是非常重要的影响因素。随着这些技术的应用范围不断扩展,成本不断降低,未来,医疗机械也将变得更优质、更经济和更易用。

对于下文中介绍的两项技术,您可能不会直接和医疗健康应用联系起来,但在未来的几年中却可能在医疗器械行业中掀起波澜。

位置硬件系统

自主驾驶汽车和无人飞行器系统是当下的热门产业,都需要借助高精度位置硬件系统了解它们的周边环境。谷歌、福特、本田、通用、丰田、特斯拉、优步以及几乎其它所有的主要汽车制造商都在开发自己的自动化驾驶硬件,工业和娱乐无人飞行机制造商也同样不甘示弱。这两大产业体系都依赖于一系列不同的组件运行自己的自动驾驶控件,尤其是LIDAR、GPS、超声学和视频摄像头。当然,其中很多技术很早便已推出,但这些市场的发展有助于进一步降低价格、提升生产效率。除此之外,这些应用还需要微型化和防水的组件,对于医疗器械等类似要求高可靠性的产品,两者都是非常关键的特性。

虽然汽车和无人机与医疗行业都没有什么太大的关系,但位置硬件系统却在医疗健康应用中占据重要的一席之地。例如,自主驾驶轮椅等辅助性器械以及类似的外部骨骼等移动性器械。

相比之下,那些不是特别常见的应用却是别有几分趣味。自动驾驶硬件系统的操作类似于大型扫描器,可以快速处理大量的周边环境信息,灵活应对各种多变的条件。这就意味着它可以完美适用于成像诊断系统。目前诸如MRIs的成像系统都需要患者保持在某一特定的位置,如果患者移动便会导致一些应用无法正常工作,而且还体积庞大、成本高昂。LIDAR(光探测和测距)系统无法扫描人体内部,但对于物体表面的扫描,相比MRIs,它的体积更小、成本更低,操作也更为灵活。因此,它可以用于具有体外症状的疾病诊断,或定期快速扫描健康表面,用于后期的对比。

更为重要的是,这些系统还可以用于移动的分散扫描应用。目前已经有一些医疗器械用于测量行走步态、矫形康复、移动性、睡眠跟踪和手部运动等,通过集成这些硬件系统,这些器械可以提高质量、降低成本,增强在市场上的竞争优势。此外,组件成本降低之后,可以增加在应用中的使用数量,从而获得更多的数据,例如家庭或医院等测量对象会在较大范围内移动的环境。

自动驾驶所采用的软件系统也是一项关键性优势:这些软件系统使用计算机视觉算法评估周围的环境,并及时提醒用户故障状况(例如在汽车中,可能是道路上有行人或其它车辆;在医疗器械中,可以使用相同的技术检测患者摔倒的情况)。除此之外,利用传感器组合,还可以自动扫描和检测患者的状态和移动情况,并利用目前已有的技术形成初步的诊断结果。

如果你有一台3D扫描器,甚至还可以和3D投影仪组合使用,可以想象一下,这种组合的效果一定很棒。

全息显示

全息显示技术即将问世,而且功能一如我们此前想象的一般强大。从Tupac到基本的形状,全息图无需特殊的镜片便可显示3D图像。真正的全息图甚至都不需要屏幕,但某些类似技术的制造商对这一词语的界定并不是十分严格(事实上,Tupac提供的并不是真正意义上的全息图)。全息图的分辨率以三维像素衡量,基本上是具备深度、高度和宽度的像素。全息显示已经推出很多年了,但在商业化上并不大可能成功,除非能够与当前的视频显示技术相媲美。为此,它们必须在立体像素和帧率上达到极高的质量。从目前的情况来看,全息显示正在快速追赶,而且已经在汽车、电话和简单的显示器设计中得到应用,或许在不久的将来便能够被广泛使用。

全息技术的医疗应用对于扫描器系统来说可谓是阴阳互补:高保真度3D图像显示。随着扫描器性能的日渐强大和应用的不断普及,需要一种合适的介质来显示包含大量信息的3D数据。易于使用的3D模型和高互动性的投影可以帮助医生计划手术操作,护理人员与同事交流或者储存并显示更多、更详细的医疗记录。由于3D图像更为直观,它们还可以由没有受过专业训练的用户用于家庭应用中,或在诊所或通过远程方式为患者提供相关的医疗指导。

全息图还可以为医疗器械开发人员提供一项独特的资源。类似于增强现实系统,它们可以提供虚拟化工具(搭配扫描器)以及与概念模型进行互动的工具。这样,开发人员便可以改进工业设计在早期阶段的可访问性,快速获得有关尺寸、外形和可用性的反馈信息。与增强现实不同,它们无需头戴式设备,因此可以创造完全的沉浸式学习环境,尤其是无需非技术性输入的应用。

相比其它开发中的技术,医疗器械对全息图的需要并不是那么迫切,但随着经济型显示器的选择日益增多,无论是医疗器械还是病患护理都可以从更高的易用性、更高的保真度中获益。全息技术和扫描系统都将成为推动医疗器械进一步发展的重要技术,进而提高全球的医疗护理水平。

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