据《自然·代谢》31日发表的一项生物技术突破称，科学家实现了用电流在改造的人类细胞里激活基因表达。这是一项以糖尿病小鼠为模型的概念验证研究，实验系统可激发工程改造的人类细胞产生胰岛素。这一成果有望带来一种能编程活细胞的新型可穿戴设备。

可穿戴电子设备被用于监控健康参数，如体力活动和血糖水平，但它们现在还不能用于直接改变基因活动。而能控制基因表达的设备将极大助力医疗干预，激活特定基因表达或使其沉默，例如增加体内特定激素的产生。

瑞士苏黎世联邦理工大学团队此次对可以用电流控制的人类细胞基因表达做了概念验证。他们开发了一个“电遗传”界面，称之为DC-激发调控技术（DART），可以用电池直流电供能，并设计了一个人类细胞内在感应系统，激活选定基因。这个系统可侦测到电极产生的离子所产生的活性氧（一类容易对其他分子做出反应的分子）。

团队随后使用这一技术改造人类细胞，经电刺激激活胰岛素基因的表达，随后将细胞放入凝胶胶囊在小鼠中测试。凝胶胶囊植入5只Ⅰ型糖尿病雄性小鼠的背部，研究人员每日一次用针灸针向其输送4.5伏的电刺激10秒，发现这刺激了胰岛素产生，恢复了正常血糖水平。

研究团队表示，这一电遗传界面未来或有助于开发以基因和细胞为基础的新疗法。

让活细胞“住”在可穿戴设备里，为生命健康创造条件，这一创新开辟了精准医疗的一条新路。长久以来，我们用化学物质和物理疗法刺激人体，希望它向期待的方向转化，但人体环境因素复杂，实验室里的反应未必能够如愿在身体里复制。现在我们精确地刺激一小部分细胞，可操控性就大大增强了。

AI赋能可穿戴设备，全面“照顾”老人

将人工智能引入健康医疗领域，有助于缓解医疗资源紧张问题，更好地应对人口老龄化挑战。

人工智能算法是老年人可穿戴设备的核心支撑技术。可穿戴设备能够实时监测用户健康状况，在多场景模式下积累健康医疗大数据，有利于医生开展远程诊疗。可穿戴设备、传感器及无线脑机接口等技术可以将人的生理体征、行动和思维都变成数据化的字符串来监测身体与心理状态，医生根据用户在多场景下采集的健康数据来开展预防性保健工作。例如，心电图贴片设备能够远程监测心脏是否出现心律失常和其他心脏恶化的早期迹象，有助于临床医生及时展开医疗干预。

近年来，可穿戴设备技术的发展也为老年人提供了一种预防跌倒的方法。研究发现，人们走路的方式可以预测他们的健康状况，通常走路较慢、频率较低、步数较小或距离较短的人更容易摔倒。智能手表能够获取老人的数字化步态来预测老年人摔倒的可能性。今年5月，《自然》发表的论文证实最新研发的可穿戴设备可同时连续监测血糖水平、酒精含量和乳酸水平等多个数据。

人工智能技术能加快临床诊断工作流程，缓解医疗卫生体系压力，提升老年患者就诊体验。研究人员发现，深度学习算法能够成功完成医学影像的分类筛选。因而，人工智能技术在放射学、病理学、胃肠病学和眼科等高度依赖影像处理的领域有较好应用，能够帮助医生远程分析老年患者的医学影像，进而更精确诊断。基于计算机视觉、深度神经网络的人工智能系统还可以被应用于各类老年疾病的筛查工作，如心脑血管疾病监测等，而且能够从CT扫描中识别出颅骨骨折、颅内出血和中线移位等异常情况。

老年人的手术存在很多风险和“禁区”。在手术操作中，手术机器人的研发会辅助医生开展复杂的外科手术，推动手术治疗向微型化、智能化、精准化和微纳无创迈进。以“达芬奇”手术机器人为例，它包括外科医生控制台、机械臂系统和成像系统，可帮助外科医生在手术过程中对手术器械进行操作和定位，有利于减少外科医生手术过程中的生理震颤，提高手术的精确度。一些与头发丝差不多粗细的微型机器人就能精准抓起一个细胞进行处理。临床实践发现，人工智能驱动的手术机器人可成功缝合淋巴水肿患者0.03毫米至0.08毫米之间的血管，在减少患者伤口及术后并发症方面起到了重要作用。

智慧医疗不仅有助于临床医生提高诊疗效率和决策能力，也有利于推广“治未病”的观念，促使更多老年人改善个人健康管理，形成主动健康、参与健康、管理健康的意识。比如可穿戴设备使老年人对自身的健康管理有了更清晰的认知，其收集的生理参数可用于监测其的情绪健康，一些智能设备和应用程序会根据用户数据和症状信息提供个性化、定制化的健康管理方案。此外，智能设备还能以创新的方式与医师共享健康数据，以便对行动不便的老年人开展远程诊疗，并进行及时干预和术后康复治疗，形成完整的就医闭环。

人工智能在一定程度上能够填补诊疗过程中老年患者高需求和低供给之间的落差，对医疗资源短缺、难以获得医疗保健服务的社区来说，还可以起到平衡资源的作用，确保老年患者都能获得其病情所需的高质量、可持续性的医疗救护和健康管理。

可穿戴医疗设备市场规模将达330亿元

随着机技术的进一步发展，在“医疗大健康”的新趋势下，可穿戴设备在与大数据、人工智能、云计算、物联网相结合后，逐步运用至医疗领域。区别于传统医疗设备，可穿戴医疗设备的长时间监护、远程患者监测、早期疾病筛查以及干预治疗患者依从性等特性是其核心价值所在。在消费级可穿戴医疗产品如智能手表、手环等日益饱和的情况下，医疗级可穿戴产品或将是未来市场发展的主力。

头豹研究院近日发布的《2023年中国可穿戴医疗设备行业概览》中指出，在“后疫情时代”的背景下，随着中国居民医疗健康意识增强，老龄化消费结构的发展，除健康监测外，人们对可穿戴医疗设备的疾病干预治疗、康复护理等方向尤为关注。

得益于政策引导，可穿戴医疗设备行业正在加速走向规范化。老龄化趋势为行业拓展了潜在的市场空间，随着中老年群体的子女数量呈现逐年减少的趋势，可穿戴医疗设备的长效监测重要性尤为突出。同时，慢病患病率的增加也不断驱动可穿戴医疗设备行业发展。

近年来，中国可穿戴医疗设备的市场规模不断攀升，伴随着利好政策的指引以及5G和物联网等信息基础建设的发展，预计至2026年，中国可穿戴医疗设备市场规模或将达到330亿元。

根据产品的应用领域，可穿戴医疗设备行业含有商业消费级和专业医疗级两种属性。商业消费级设备的形态有日常穿戴的手环、手表、眼镜、服饰、饰品等产品。专业医疗级可穿戴医疗设备是能够实时监测人体血压、血糖、心率等各项生理特征且可用于疾病治疗的穿戴设备，可根据功能的差异可分为监测型和治疗型。

随着新零售时代和全力保障乡村地区医疗资源的发展，可穿戴医疗设备产业的增速或将加快。在价值链上，差异化的技术壁垒和产品生命周期促使多样化渠道主导市场。

文章来源： 大健康派，科技日报，光明日报