医疗设备在诊断、预防、监测或治疗疾病方面已成为不可或缺的工具,彻底改变了患者护理的方式。它们已变得日常化,从用于心律失常的心脏起搏器、用于肾功能衰竭的肾脏透析,到用于帕金森病的深部脑刺激(DBS)。随着精准诊断和可穿戴健康设备的兴起,医疗设备也为个性化医疗提供了有前景的途径。
医疗设备根据相关风险受到严格监管,分为:"低风险" I类(例如绷带、病床)、"中风险" II类(例如隐形眼镜、注射器)和"高风险" III类(例如假体、植入式设备)。后者需经过广泛测试和安全检查,在商业化前需要系统的上市前审批和临床试验数据。III类医疗设备似乎在精准医疗的未来技术中最具前景,通过推动医疗创新的边界。
个性化医疗旨在根据个体的独特生物学差异(如基因或代谢特征)量身定制治疗方案,以最大化治疗效果。在英国,个性化医疗市场预计到2035年将增长至450亿英镑,较2024年的200亿英镑大幅上升。2025年7月,药品和保健品监管局(MHRA)实施了一个新框架,以促进获取个性化治疗。MHRA首席执行官劳伦斯·塔隆(Lawrence Tallon)表示:"这是一个里程碑式的时刻,为高度个性化治疗成为常规护理的一部分打开了大门。"
如今,随着个性化医疗的兴起,长期使用的医疗设备正在被重新构想,以提高其疗效和患者预后。一个关键例子是起搏器,长期以来一直用于支持心律失常患者的心脏功能。然而,传统起搏器设备仍然很大程度上缺乏针对性,最近的研究强调,这种通用方法可能无法最大化治疗效果。在此基础上,利兹大学的研究人员正在开发个性化起搏器,它能适应每个人的个体心率并提供反馈控制,从而优化起搏器的疗效。此类设备在防止心脏功能下降以及延长患者寿命和提高生活质量方面具有重大前景。
牛津是医疗设备和个性化医疗的关键中心,许多公司从大学内的研究小组中衍生出来。一个例子是GaitQ,它开发了一种可穿戴设备,用于帮助帕金森病患者的步态障碍。帕金森病的特点是黑质致密部中的多巴胺能神经元丧失,这损害了对运动启动和执行至关重要的基底神经节回路。这种小型设备附着在腿部,提供振动提示以支持行走,从而缓解冻结步态并改善患者活动能力。
GaitQ帕金森病设备。图片来源:《帕金森英国技术指南》,2025年
深部脑刺激(DBS)仍然是帕金森病广泛使用的治疗方法,包括在脑部手术植入电极,通常是丘脑底核(STN),其电刺激可缓解运动症状。电极连接到胸部区域的脉冲发生器,开启时触发电极刺激。DBS为帕金森病患者提供了改变生活的疗法,使他们能够恢复各种日常活动并采用更好的生活方式。美敦力(Medtronic),一家爱尔兰美国医疗设备公司,已认识到DBS中闭环反馈系统的潜力,通过开发自适应深部脑刺激(aDBS)。aDBS通过记录STN中的局部场电位(LFPs)来调整电极刺激,形成一个反馈回路,为个性化DBS治疗带来了希望。电极刺激水平将基本上由大脑当前的兴奋性实时调节,使其活动保持在健康和平衡的范围内。65岁的帕金森病患者凯文·希尔(Kevin Hill)的生活因aDBS而显著改善,震颤明显减少,他表示:"我好几天好几天都忘了自己有帕金森病。"涉及70名患者的aDBS疗法临床试验ADAPT-PD正在进行中,结果预计在2025年底公布。
可穿戴设备也因其治疗潜力而受到关注,正从生活方式监测转向医疗技术。制药公司雅培(Abbott)的一项调查显示,52%的英国成年人至少拥有一种可穿戴设备。此外,39%的受访者承认使用持续葡萄糖监测仪(CGMs)进行糖尿病管理或预防。可穿戴设备使人们能够监测各种疾病的关键风险因素,有可能预防疾病的发生。在加州理工学院(Caltech),研究人员开发了使用纳米粒子技术的可穿戴汗液传感器,能够检测患者体内的代谢物,如维生素C。其他传感器能够检测体内特定时间的抗癌药物水平,这有潜力实现实时个性化药物剂量。这对于治疗窗窄或副作用广泛的药物可能特别有用,从而改善精准药物治疗。
如今,医疗设备技术服务于从心脏病学到神经病学的多种医学领域,是研发领域指数级增长的区域。这一增长得益于人工智能在医学研究中的兴起,用于诊断和实现个性化治疗。然而,个性化医疗和人工智能的共同崛起也伴随着对数据安全和网络安全的更多考虑。随着医疗设备融入日常临床现实,确保患者安全将需要更严格和更谨慎的监管框架。在不久的将来,通过将生理读数直接集成到设备配置和算法中,这些进展可能使医学能够针对一系列疾病实现个性化。
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