Czy da się zbudować trikorder medyczny?

14 lutego portal money.pl donosił o tym, że polska firma Scope Fluidics pracuje nad urządzeniem, które w piętnaście minut będzie w stanie wykryć wirusy RSV (Respiratory Syncytial Virus, czyli patogen wywołujący infekcje dróg oddechowych) i wirusy grypy. Urządzenie to byłoby przydatne zwłaszcza przy wykrywaniu osób zarażonych koronawirusem, ale być może w przyszłości obejmowałoby inne choroby. Szefem firmy jest Piotr Garstecki, profesor zwyczajny w Instytucie Chemii i Fizyki PAN.

Projekt Scope Fluidics został powołany do życia już w 2012 roku (czyli prace nad nim poprzedzają epidemię koronawirusa), nosi nazwę PCR/ONE, ma rozmiar mikrofalówki i umożliwia diagnostykę w dowolnym miejscu w szybki sposób (zwłaszcza w porównaniu z testami laboratoryjnymi z Chin, które trwają zwykle kilka godzin). Najpierw opracowano testy wykrywające gronkowca złocistego – wirusa odpowiedzialnego za wiele zakażeń szpitalnych. Próbka pobrana od pacjenta stawiana jest na specjalnym panelu, a maszyna wykonuje test, który ma za zadanie wykryć konkretne bakterie i wirusy. Ponadto na PCR/ONE można opracować inne testy – Scope Fluidics pracuje nad testami na odrę, różyczkę, grypę typu A i B, oraz świńską grypę, a na końcu dodany zostanie test na koronawirusa. Ewentualne wejście PCR/ONE na rynek przewiduje się na jesień.

Dokonania polskiej firmy przywodzą na myśl liczne urządzenia medyczne pojawiające się w science-fiction – urządzenia, które dzięki ogromnej bazie danych i odpowiedniej aparaturze są w stanie wykryć każdą chorobę i uraz, którego doznał pacjent. Najsłynniejszym przykładem takiego urządzenia jest trikorder medyczny występujący we wszystkich seriach Star Treka.

Diagnostyk w Twojej dłoni

Trikordery to bardzo użyteczne urządzenia – za każdym razem, kiedy załoga musi zejść na obcą planetę i zbadać jej geologię, skład atmosfery, grawitację, faunę i florę, bierze ze sobą trikorder, który pomaga zebrać wszystkie te dane w szybki i praktyczny sposób. Oddzielny typ trikordera posiadają oficerowie medyczni Gwiezdnej Floty – wystarczy, że przesuną urządzeniem nad pacjentem i od razu poznają rozmiar jego obrażeń, wszystkie symptomy jego choroby albo skład chemiczny krwi. W przeciągu kilku sekund lekarz ma cenne dane, które pomogą mu w postawieniu diagnozy i zdecydowaniu o kierunku leczenia.

Trikordery opierają się na skanowaniu danego obiektu i analizowaniu go pod kątem składu chemiczno-biologicznego. Ponieważ w czasach Oryginalnej Serii Star Treka nie istniał internet, można założyć, że trikorder posiadałby własną bazę danych z zakresu medycyny, chemii i biologii. Nawet wskazane byłoby, aby miał takową bazę i nie był zależny od sieci internetowej, aby zwiększyć swoją skuteczność nawet w obszarach z ograniczonym dostępem do internetu albo jego brakiem. Siła obliczeniowa i pamięć takiego urządzenia musiałyby być ogromne, ale jak na obecny stan technologiczny komputerów i urządzeń elektronicznych w ogóle, całkowicie możliwe do zrobienia.

Trikorder niewątpliwie byłby rewolucyjnym urządzeniem. Wystarczyłoby zeskanować ofiarę wypadku albo osobę chorą, aby od razu dostać informację o zasięgu jej obrażeń albo stanie zdrowotnym. Dzięki temu nawet ktoś z pobieżną znajomością pierwszej pomocy mógłby ocenić sytuację i podjąć odpowiednie kroki – to z kolei pomogłoby uniknąć kalectwa lub śmierci. Z całą pewnością trikorder medyczny byłby jednym z najbardziej użytecznych startrekowych gadżetów, gdyby istniał naprawdę.

Zrozumiałe więc jest, że są ludzie, którzy chcą uczynić go rzeczywistością. Co więcej – XPrize Foundation, zajmująca się fundowaniem nagród dla śmiałków, którzy osiągnęliby określone cele z dziedziny nauki i technologii, przygotowała w 2011 konkurs dla tego, kto stworzyć prawdziwy trikorder medyczny.

W promowanie konkursu zaangażowali się również twórcy Star Treka wydając specjalny komiks – Star Trek Special: Flesh and Stone, w którym główni oficerowie medyczni z poszczególnych serii Star Treka łączą siły, aby dowiedzieć się czegoś o nieznanej chorobie, z którą się zetknęli. W komiksie duży nacisk położony był na to, że żyjący lekarze korzystają z wiedzy poprzedników. Przesłanie jest proste: dzięki współpracy i dzieleniu się wiedzą można dokonać przełomów w dziedzinie medycyny i nie tylko.

Qualcomm Tricorder XPrize, czyli konkurs na stworzenie prawdziwego, działającego trikordera medycznego, został ogłoszony 10 maja 2011 roku, a zakończony w 2017. Aby wygrać 10 milionów dolarów, technicy musieli zbudować urządzenie, które ważyłoby mniej niż 5 funtów (2,26 kilogramów), monitorowałoby 5 oznak życia i wykrywało 13 medycznych przypadłości (chorób i obrażeń). Trikorder miałby umożliwić ludziom mierzenie ciśnienia krwi, pracę serca, temperaturę, saturację krwi tlenu i częstość oddechów. Urządzenia miałyby również wykrywać tak częste przypadłości jak anemia, zapalenie płuc, cukrzyca czy bezdech senny. Ponadto wrażenia pacjentów z badania trikorderami powinny być w miarę pozytywne, a same urządzenia miały działać niezależnie od aparatury medycznej czy szpitali.

Scanadu Scout – nadzieja i upadek

Przez dłuższy czas jedynym urządzeniem, które zdawało się w pełni zasługiwać na miano medycznego trikordera z prawdziwego zdarzenia, było Scanadu Scout. Firma Scanadu została założona przez Waltera De Brouwera, który wpadł na pomysł stworzenia urządzenia na bieżąco monitorującego najważniejsze oznaki życia pacjenta, kiedy jego pięcioletni synek zapadł w śpiączkę po upadku z wysokości dziesięciu metrów. Siedząc na oddziale intensywnej terapii i przyglądając się maszynom, które dostarczały lekarzom licznych informacji o stanie pacjenta, De Brouwer doszedł do wniosku, że powinno istnieć urządzenie, które dostarczałoby owe informacje zwykłym ludziom, niezależnie od szpitali i personelu medycznego. De Brouwer – przedsiębiorca, informatyk i założyciel nieistniejącej już firmy Starlab specjalizującej się w rozwoju nowoczesnej technologii – miał wizję przyszłości, w której lekarz karzący pacjentowi mówić „Aaa”, aby postawić diagnozę, byłby już przeżytkiem. W tej przyszłości pacjent sam by się diagnozował.

Kiedy w 2011 roku De Brouwer zaczął opowiadać o swoim projekcie maszyny, która zbierałaby informacje o pacjencie, Singularity University, które zajmuje się rozwijaniem technologii przyszłości, organizowało seminarium na temat medycyny nowej generacji. Właśnie podczas tego seminarium De Brouwer ogłosił, że jego nowa firma, Scanadu, zamierza stworzyć prawdziwy trikorder medyczny. Akurat podczas tego wystapienia obecny był współtwórca Singularity University oraz prezes XPrize Foundation, doktor Peter Diamandis, który zamierzał ogłosić Qualcomm Tricorder XPrize. W 2013 roku Scanadu uruchomiło kampanię crowdfoundingową, dzięki której zebrało na swój wynalazek 1,66 milionów dolarów od 8,800 inwestorów, z czego dość duży odsetek stanowili lekarze i pielęgniarki. Do września 2013, dzięki wsparciu innych firm Scanadu udało się zebrać 14,7 milionów dolarów i wkrótce rozpoczęły się oficjalne testy kliniczne produktu.

Scanadu Scout w założeniu jest małym, okrągłym urządzeniem, które przykłada się do czoła. W ciągu kilku sekund sensory Scanadu mierzą pracę serca, temperaturę, ciśnienie krwi i poziom tlenu, a do tego wykonuje odczyt EKG. W 2015 roku, co prawda, urządzenie było jeszcze w fazie testów i nie otrzymało certyfikacji od FDA (Food and Drug Administration), niemniej jednak wielu inwestorów otrzymało Scanadu Scout w celu przeprowadzenia testów „na dziko”. W międzyczasie De Brouwer miał w planach nowe produkty, jak Scanaflo – zestaw do domowych badań moczu.

Niestety 14 grudnia 2016 roku, Scanadu ogłosiło, że dezaktywuje wszystkie urządzenia Scout, które zostały rozprowadzone po inwestorach. Powodem takiego posunięcia jest fakt, że do tej pory Scout było urządzeniem badawczym (Investigational Device Exemption) i jako takie podchodziło pod protokół zatwierdzający Komisji Bioetycznej. Scout było na razie częścią testów, które teraz się zakończyły. Zgodnie z regulacjami FDA, badania tego typu urządzeń muszą zostać po pewnym czasie zakończone, a same urządzenia – dezaktywowane. Tak więc 15 maja 2017 roku Scanadu dezaktywowało urządzenia będące w posiadaniu testerów.

Ze zrozumiałych powodów inwestorzy nie byli zadowoleni z takiego obrotu spraw. Wśród nich da się słyszeć słowa oburzenia i oskarżenia o oszustwo. Oficjalnie Scanadu zajęło się przetwarzaniem danych zdobytych podczas testów, jednak planowany na maj 2017 raport nie został opublikowany i do tej pory nie ma żadnej informacji na temat tego, jak stoją prace nad Scoutem. Oficjalna strona firmy również nie działa.

Wyścig po sukces

Do konkursu Qualcomm Tricorder XPrize zgłosiło się aż 250 firm, a w 2014 wyłoniono 10 finalistów. Nikomu z uczestników konkursu nie udało się spełnić wszystkich warunków, niemniej jednak udało się zbudować urządzenia, które spełniałyby większość z nich. 13 kwietnia 2017 roku wyłoniono dwóch zwycięzców Qualcomm Tricorder XPrize.

Główną nagrodę otrzymał zespół o bardzo znaczącej nazwie Final Frontier (Ostatnia Granica – fraza ze słynnego intra Oryginalnej Serii Star Treka), który zbudował urządzenie o nazwie DxtER. Zbudowany najpierw przez Basil Leaf Technologies, DxtER jest w stanie zdiagnozować 34 przypadłości i choroby, w tym: cukrzycę, migotanie przedsionków, przewlekłą obturacyjną chorobę płuc, zakażenie układu moczowego, bezdech senny, leukocytozę, krztusiec, zawał, gruźlicę i zapalenie płuc. DxtER wyposażony jest w nieinwazyjne sensory, które zbierają dane na temat oznak życia, chemii i funkcji biologicznych pacjenta. Co więcej – każdy sensor może działać niezależnie od zintegrowanego systemu DxtER. Dodatkowo urządzenie korzysta z medycznej historii rodziny pacjenta i wcześniejszych badań medycznych, aby na tej podstawie postawić kompetentną diagnozę.

Drugie miejsce zajęła Dynamical Biomarkers Group – grupa tajwańskich i amerykańskich lekarzy, naukowców i inżynierów, która zajmuje się tworzeniem „innowacyjnych instrumentów diagnostycznych do użytku osobistego i point-of-care”. Wynalezione przez Dynamical Biomarkers Group T06 działa poprzez połączenie ze smartphonami i składa się na trzy tryby działania: Smart Vital-Sense Monitor, Smart Blood-Urine Test Kit oraz Smart Scope Module. Urządzenie zostało tak zaprojektowane, aby można je było łatwo obsługiwać, korzystając jedynie z bezprzewodowego połączenia ze smartphonem i zainstalowanej na nim aplikacji.

Wzloty i upadki

Na pewno jesteśmy jakoś bliżej stworzenia uniwersalnego trikordera medycznego. Zwycięzcy Qualcomm Tricorder XPrize już to udowodnili, a i Scope Fluidics wydaje się mieć spory potencjał. Jednocześnie historia Scanadu świadczy o tym, że nie każdy projekt skazany jest na sukces. Na razie – tak jak w przypadku uniwersalnego tłumacza – stawiamy kroki w dobrą stronę, ale jeszcze jest przed nami długa droga.