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核心提示:来源:21新健康(Healthnews21)原创作品作者:陈红霞、姚煜岚编辑:李欣夷图片来源:视觉中国2019年3月16日,中国人民解放军总医院,一名帕金森病患者成功接受了“脑起搏器”的植入手术。这场听起来平平无奇的手术,却有个“不可思议”的细节:手术当天,患者躺在北京手术室里,解放军总医院神经外科主任医师凌志培却坐在海南三亚的办公室内,隔着将近300...

来源:21新健康(Healthnews21)原创作品

作者:陈红霞、姚煜岚

编辑:李欣夷

图片来源:视觉中国

2019年3月16日,中国人民解放军总医院,一名帕金森病患者成功接受了“脑起搏器”的植入手术。

这场听起来平平无奇的手术,却有个“不可思议”的细节:手术当天,患者躺在北京手术室里,解放军总医院神经外科主任医师凌志培却坐在海南三亚的办公室内,隔着将近3000公里的直线距离,通过医疗软件远程操作完成了这台手术。

那么问题来了:这场仿佛天方夜谭的手术,到底是怎么实现的?

要解答这个问题,首先得从“数字孪生技术”说起。

01

堪比大片的酷炫手术

“数字孪生”概念的走红,是波音公司在不到五个月内的两起严重坠机空难而起的。所谓数字孪生,就是将物理对象以数字化方式在虚拟空间呈现,模拟其在现实环境中的行为特征。二者形成一个闭环的互动,现实与虚拟之间的鸿沟不再。

以一架飞机的诞生为例,如果我们从设计生产阶段开始,就构造一个数字模型,在飞机投入使用后,这个数字模型也会模拟记录飞机的损耗情况,反映飞机的整个生命周期,那么,飞机自然能在整个制造、维修和飞行过程中更安全、可控。

针对数字孪生的本质内涵,中国飞机强度研究所所长王彬文研究员曾这样阐述:“数字孪生是数字模型共有特性和物理实体独有个性实时融合的全生命周期共同体。”

 

那么,如果把人作为模拟主体来构建这个数字模型呢?

3月16日,在中国人民解放军总医院,帕金森病患者崔国清成功接受了远程人体手术-帕金森病“脑起搏器”的植入手术。跟以往手术不同的是,这是一起利用数字孪生概念操作、基于5G的手术。

 

崔国清患有严重的帕金森病,病史10余年,近期加重,震颤厉害,行走困难,严重影响日常生活。帕金森病脑深部电极植入手术,俗称“脑起搏器”植入手术,是治疗帕金森病的外科手段之一,但难度很大。手术要求将脑深部电极非常精准地植入到大脑治疗靶点(丘脑底核),该靶点位于大脑的中心部位,体积约40平方毫米,比黄豆还小,对于电极精准植入的挑战性极高。

 

手术当天,解放军总医院神经外科主任医师凌志培坐在海南三亚办公室里,患者躺在北京手术室里,直线距离接近3000公里。凌志培的任务就是通过远程操作电脑上的医疗软件,操控北京病患头上的马达,并通过实时探测到的脑电波图形,在6毫米的空间内,为马达所连接的电极,找到最为精准的植入点。

 

帮助凌志培完成这台远程手术的,除了看得见的鼠标,还有看不见的5G。海南移动网优中心技术创新组组长林森表示:如果采用传统的4G技术,医生在每点击一次向上或向下的按钮的时候,传到北京的手术室,有将近300毫秒的时延。而5G技术降低到30毫秒,这个时间对于大夫来讲,他的判断跟在本地没有什么差别。

 

本次远程手术用时近三小时,患者的四肢震颤、肌肉僵硬症状,在“脑起搏器”电刺激下立即得到明显缓解,术中磁共振扫描见脑内电极植入位置精确。3月27日,崔国清前来复诊,起博器在一番调试后正式开机。康复的患者兴奋不已,在楼道里走来走去,他表示自从患上帕金森之后,已经五年没有这么利索地迈过步了。

 

人脑非常复杂,大脑活动更不容易追踪研究,其思考方式、运动感知功能都是科研人员研究的重难点。将数字孪生技术用在大脑研究上,将对脑部疾病患者的治疗大有帮助。

02

数字孪生:世上的另一个你?

 

“数字孪生”的概念,最早是由美国学者迈克尔·格里弗斯(Dr.Michael Grieves)于2002年提出的,美国空军、NASA也对此项技术保持关注。

 

可以说,数字孪生作为5G时代新数据规则和规范的应用,将与标识解析共同构建工业百万发娱乐用户登录的数据基石。广东希睿数字科技有限公司总经理李伟在接受21新健康记者采访时表示:“数字孪生在医疗领域当前最大的价值莫过于把医疗领域人、机、物的全生命周期信息以数字化和可视化的形式进行封装,结合标识解析,构建完整的追溯体系。辅以数据模型记录过去、展现现在、预知未来。因此,很大程度上提高了医疗的透明度和准确度。”

 

毫不夸张地说,数字孪生将是改变行业游戏规则的一项新技术。

 

2019年被称为5G网络元年。5G不仅仅是4G的4+1,也是真正意义上的网络融合。在远程健康监测中,可穿戴设备(如心脏监护仪和血糖监护仪)需要以低速率对中央数据存储库进行高频更新。常用的网络在连接大量此类设备时无法提供所需的技术支持,5G却可以解决这一挑战。因为5G能更好地支持连续监测和感官处理装置,使患者的持续监测成为可能,也促进了医院向家庭护理模式的转型。

 

未来,或许我们每个人都将拥有自己的数字孪生体。通过各种新型医疗检测和扫描仪器以及可穿戴设备,我们可以完美地复制出一个数字化身体,并可以追踪这个数字化身体每一部分的运动与变化,从而更好地进行健康监测和管理。

03

实时监控健康状况 重大疾病及时预防

如果技术逐步成熟,那么未来通过创建医院的数字孪生模型,医院管理员、医生和护士将可以实时获取到患者的健康状况。使用传感器监控患者并协调设备和人员,数字孪生提供了一种更好的方法来分析流程,并会在正确的时间针对需要立即采取行动的状况来提醒相关的人员。

 

李伟向21新健康记者介绍称:“数字孪生技术的实施可以提高急诊室的利用率,并疏散患者流量,降低操作成本并增强患者体验。还可以预测和预防患者的紧急情况(如心肺或呼吸停止),从而挽救更多的生命。”

 

目前,中国已步入了人口老龄化,可以预见未来30年65岁以上的人口占比将翻倍。到2050年,全球60岁及以上人口预计高达20亿,其中80岁及以上的老人将占21%,照顾老人成为一项无法逃避的挑战。而糖尿病、心脑血管、肝病三大慢性病在中国覆盖了超过1亿的人口。随着老龄化加剧、加上大众长期不良的生活习惯、环境污染等问题,慢病患者人数还会持续增长。

 

老年患者的无人看管、不按时服药等问题亟需解决。而可穿戴设备和远程监测将为老年人及其家属带来实实在在的帮助,爱立信消费者实验发布的《医疗向家庭护理转型》显示,约有48%的人希望家庭传感器能够监测老年人健康状况,并在需要时呼叫救护车。

 

对此,111集团联合创始人、执行董事长于刚指出:“未来国人的消费可能大部分都花在医药健康上,让自己的生命更健康、生活更有质量。”

 

“数字孪生”提出以来,无论是对产品的设计、制造还是服务,都产生了巨大的推动作用。它使生产更便捷,创新速度更快,生产周期更短;拥有了更全面的测量、分析和预测能力;此外通过数字化的手段,将原先无法保存的专家经验进行数字化,也提供了保存、复制、修改和转移的能力。

 

但目前国内数字孪生技术的发展,还处于起步和探索阶段,李伟指出当前技术上的困难主要集中在数据采集和数学模型构建上。“此外,当前主流设计、仿真、管理软件均在各自领域内主导,例如某台设备上的某一零部件出现问题,往往需要从设计、采购、生产等多部门协同查找原因。数字孪生未来需要打破部门间的信息孤岛和企业间的信息割裂,通过边缘计算等技术实现数据固化进数字孪生体,去降低数据管理成本。”

 

因此,5G是数字孪生赋能产业链上的重要一环。

 

“由于5G具有高速率、低延迟和高容量等特点,之前在3G、4G时代实现不了的3D实时成像,实现困难的大量数据采集、复杂实时运算等,在5G时代都将成为现实。”李伟补充道。5G网络能够实现最优急救诊疗流程设计以及患者生理数据实时无损传输,为患者提供远程多学科视频诊疗、移动式远程急诊急救、远程超声、远程手术等服务,助力医联体的建设和医疗精准扶贫,全面打造“百万发娱乐用户登录+智慧医院服务体系”。

04

未来:百万发娱乐用户登录赋能终端

近年来,随着健康产业的逐步成长,数据处理和分析能力逐步成为智慧医疗的核心。公开数据显示,整个大健康的产业未来五年的平均年增长率将达到12%,超过GDP增长率将近一倍;尤其是百万发娱乐用户登录医药健康产业预期增长超过30%。

 

“百万发娱乐用户登录+医疗健康”对整个行业是最大的机遇,也是挑战。通和毓承资本管理合伙人朱青生向21新健康记者表示:“百万发娱乐用户登录的新商业运营模式和监管体系需要时间,也需要数据。业内需要让各个监管部门能够领会到新的百万发娱乐用户登录医疗和供应链系统的优势和价值。

 

百万发娱乐用户登录的另一个应用场景则是看病、买药。于刚认为中国消费者面临看病难、买药贵的问题,应该归因于中国的药品流通的低效和不透明。“中国的医药流通环节非常碎片化。与美国对比,其三大连锁药店就占了82%的市场,三大药品的流通商占据市场90%的份额。而中国有45万家药店,单体药店和连锁药店平分秋色,最大的连锁仅占不到2%的市场份额。此外中国的流通商数量达到13,000家,呈现出多层级、碎片化。行业低效、不透明最后的结果,还是大众买单。”

 

“医药新零售‘O+O’解决模式,即供应商把自己定位成一个赋能者,通过T2B2C模式,用科技来赋能商业。”于刚表示通过赋能药店、药企、医生和患者等,打通线上线下零售终端,建立一体化的医药健康平台和生态圈,通过科技驱动助力医药生态圈中的参与者更好地服务大众。

 

礼来中国首席市场官徐莉坚指出:“百万发娱乐用户登录的赋能终端帮助病人解决看病难、买药贵的问题,最大的机会是创造价值,帮助病人得到最好的治疗。最大的挑战还是监管和病人的安全。医疗行业不是其他的行业,确保对病人来说是安全的是非常重要的一点。

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