Газета «Новости медицины и фармации» 7 (409) 2012

            Cyberplasm — микроробот, смоделированный  с рыбы-паразита, —  будет контролировать состояние здоровья изнутри человеческого тела

В настоящее время несколько различных исследовательских групп занимаются разработкой крошечных микророботов, которые будут передвигаться по кровеносным сосудам человеческого организма, искать симптомы заболеваний и доставлять прямо к месту назначения лекарственные препараты. Недавно к этим исследованиям присоединилась международная группа, состоящая из американских и английских ученых. Они собираются создать медицинского микроробота Cyberplasm, строение которого будет скопировано с морской рыбы-паразита миноги и в котором будут использованы датчики, изготовленные из живых клеток вышеупомянутой рыбы.

В состав конструкции робота, безусловно, будет включено некоторое количество обычной электроники, но основные световые и химические датчики робота будут изготовлены на основе живых клеток органов зрения и обоняния миноги. Это позволит роботу точно и быстро реагировать на изменения света, цвета тканей и изменения химического состава окружающей среды. Сигналы, получаемые от этих датчиков, будут управлять движениями искусственных мышц робота, которые будут использовать в качестве источника энергии глюкозу, в достаточных количествах присутствующую в человеческом организме.

Электронная «нервная система» робота, его двигательный аппарат и органы восприятия полностью скопированы с морской миноги, рыбы-паразита, уроженца Атлантического океана. «Эти рыбы обладают уникальными для живых существ способностями видеть и чувствовать все, что происходит вокруг них. И эти способности помогут роботу Cyberplasm собрать необходимые данные о состоянии человеческого организма», — рассказывает Даниэль Франкель, ученый-химик из университета Ньюкасла (Newcastle University) в Великобритании.

Высокотехнологичный манекен Cybram 001  позволит нейрохирургам выполнять  тренировочные операции

Обучение искусству производить хирургические операции на головном мозге является весьма нелегким занятием, выполнять такие операции само по себе весьма трудно и для опытных нейрохирургов. Поэтому исследователи японской компании Fuso и Международного медицинского центра медицинского университета Сайтамы (Saitama Medical University International Medical Center) разработали манекен-тренажер Cybram 001 (Cybernetic Brain Artery Model), внутри которого смоделирована вся система кровеносных сосудов головного мозга и который позволит нейрохирургам оттачивать свое мастерство, не подвергая опасности жизнь пациента.

Манекен Cybram 001 имеет форму, повторяющую форму части человеческого тела. Внутри него проложена модель кровеносной системы, система пластиковых трубопроводов, которая начинается в области паха и заканчивается в голове манекена. Все «артерии» подключены к циркуляционному насосу и системе управления давлением. Регулируя с помощью сенсорного экрана параметры работы этих систем, можно моделировать различные состояния кровотока и внутриартериального давления под- опытного пациента, чтобы достичь большей реалистичности тренировочной операции.

Используя манекен Cybram 001, нейрохирурги могут выполнять тренировочные операции, используя точные пластиковые копии реальных медицинских инструментов. Манекен Cybram 001 абсолютно прозрачен, что позволяет студентам и учащимся детально ознакомиться со строением кровеносной системы мозга человека. Помимо этого, преподаватели медицинских учебных заведений могут сразу обучать большую группу студентов, демонстрируя им методику проведения хирургической операции и передавая таким образом свой опыт.

В настоящее время некоторые из японских учебных заведений медицинского плана уже проявили заинтересованность в приобретении тренажера Cybram 001 с целью сделать его частью своей учебной программы.

MedMon — миниатюрный файрволл,  который  защитит медицинские импланты от внешнего  злонамеренного вмешательства

Во всем мире миллионы людей используют инсулиновые инъекторы, кардиоводители, другие персональные медицинские устройства, импланты и датчики, которые в своей работе полностью полагаются на функции беспроводной радиосвязи. Как и другие радиоканалы передачи данных, радиоканалы медицинских устройств подвержены угрозе вмешательства в их работу извне. Что произойдет, если злоумышленник попытается нарушить нормальную работу медицинского устройства? И это уже не является чем-то из разряда научной фантастики. На конференции Black Hat Security Conference, проходившей прошлым летом, Джей Рэдклифф (Jay Radcliffe), используя свой собственный инсулиновый инъектор, продемонстрировал, что более-менее грамотный хакер может написать вредоносный скрипт, который сможет подменить данные обмена между датчиком глюкозы и исполнительным механизмом инъектора. В результате пациент может не получить вовремя инъекцию или получить ударную дозу инсулина, что в обоих случаях будет иметь для него печальные последствия.

Исследователи из университета Пурду и Принстонского университета разработали решение, которое станет защитой от вышеописанной угрозы, в некоторых случаях смертельной. И этим решением является система MedMon (medical monitoring), ориентированная на защиту медицинских устройств и имплантов. MedMon является миниатюрным аппаратно-программным файрволлом, который обнаруживает потенциально опасные сигналы на частотах работы медицинских устройств, чипов для борьбы с эпилепсией или «умных» протезов, которые используют электронные чипы.

После обнаружения постороннего сигнала MedMon активирует функцию электронного подавления, подобную тем, которые используют военные средства радиоборьбы. При этом излучаемый MedMon сигнал подавления не может быть интерпретирован устройством любого вида как команда или инструкция, что делает это устройство совершенно безопасным для его владельца.

Прототип устройства MedMon, существующий в настоящее время, может носиться как браслет или может быть встроен в мобильный телефон его владельца. Но для начала дальнейшего массового производства таких устройств конструкцию MedMon потребуется еще больше миниатюризировать. Конечно, и сами исследователи, и специалисты в области безопасности понимают, что с помощью MedMon будет невозможно предотвратить абсолютно все виды атак. Но использование MedMon может серьезно осложнить жизнь хакерам, которые попытаются совершить злонамеренные вмешательства, чреватые для здоровья и жизни человека.

Графеновая «татуировка»  определяет  заболевания, их вид и отсылает эти данные  вашему доктору

То, что вы видите на снимке, является крошечной «татуировкой» на зубе. Эти тончайшие линии, выполненные из графена, диагностируют заболевания и регулярно отсылают собранные данные вашему врачу, используя технологии беспроводной связи. Некоторое время назад такое считалось чем-то из разряда научной фантастики, но сейчас это уже стало действительностью благодаря исследованиям команды ученых Принстонского университета, возглавляемой Майком Макэлпайном (Mike McAlpine). Такие «татуировки», изготовленные из углеродной пленки толщиной в один атом, могут быть нанесены на зубы человека и другие части тела, после чего они будут служить для того, чтобы поддерживать здоровье человека. «Татуировка» не только определяет сам факт заболевания, но и позволяет точно определить его вид.

Особенность этого датчика-татуировки заключается в способности точно определять виды пептидов, вырабатываемых определенными видами микроорганизмов и бактерий. Анализ этих коротких цепочек аминокислот позволяет определить вид бактерий и вид заболевания. Такая технология может помочь избежать многих видов инфекционных заболеваний, в том числе и смертельных, поскольку своевременная их диагностика позволит применить упреждающие врачебные меры.

Эта «зубная татуировка» станет очень полезной в местах и районах, где проведение постоянного медицинского мониторинга является необходимым, но очень трудно реализуемым условием, к примеру, в районах ведения боевых действий. Также неоценимую помощь такие устройства могут оказать в больницах и других учреждениях здравоохранения, где они смогут определить наличие микроорганизмов на множестве поверхностей и предупредить возникновение и распространение эпидемий.

Сейчас Макэлпайн и его команда работают над тем, что позволит поставить технологию графеновых «татуировок» на коммерческие рельсы. Пока они признают, что в том виде, в каком технология существует сейчас, она еще не годится для массового применения, точность работы датчика пока еще оставляет желать лучшего. Но исследователи считают, что это лишь вопрос времени и упорной работы, к тому же им еще потребуется значительно уменьшить размеры датчика, сохранив при этом все остальные его характеристики.

Подготовила Евгения Приймак