Диагностика с нулевой стоимостью

Скотч? В самом деле? Когда Карлос Камара^[645] поступил на докторантуру Университета штата Калифорния в Лос-Анджелесе, чтобы изучать физику высоких энергий, он и не подозревал, что вскоре будет сидеть в темной комнате и экспериментировать с липкой лентой – и что это резко понизит стоимость услуг здравоохранения по всему миру. Камара знал, что при разрушении некоторых кристаллических веществ возникает свет (именно поэтому, когда вы разгрызаете леденец Life Saver, происходит крошечная вспышка). Это явление называется триболюминесценцией. Камара экспериментировал с триболюминесценцией в среднем вакууме и обнаружил, что некоторые материалы излучают не только видимый свет, но и рентгеновские лучи. Возник вопрос: какие именно материалы? Он перепробовал кучу всего – и наконец отмотал в темноте небольшой кусочек клейкой ленты. «Я был потрясен, – говорит он, – скотч не просто светился сильнее всех материалов, что я тестировал, он еще и испускал рентгеновские лучи».

Это открытие стало большой научной сенсацией и даже появилось на обложке журнала Nature ^[646] (а затем – в эпизоде сериала «Кости»^[647]). Вскоре после премьеры этого эпизода Камара объединил усилия с продюсером сериала Дейлом Фоксом,^[648] и они вместе основали компанию Tribogenics, цель которой – создать самый маленький и самый дешевый в мире рентгеновский аппарат.

Вместо устройства размером с посудомоечную машину, которое стоит четверть миллиона долларов и имеет в основе технологии XVIII века – то есть, в сущности, вакуумные трубки, подключенные к источнику энергии, – ключевой компонент в устройстве Tribogenics (то, что Камара называет «рентгеновским пикселем») стоит менее одного доллара, имеет размер в половину флэшки и использует триболюминесценцию, чтобы генерировать рентгеновские лучи. Группы этих пикселей могут быть организованы в любую форму любого размера. Матрица 35 на 45 сантиметров может сделать рентгеновский снимок грудной клетки; длинная кривая даст вам томографию. Учитывая то, что эти пискели потребляют очень мало энергии – менее одной сотой того, что требуется традиционному рентгеновскому аппарату, – эта энергия может поступать от солнечной панели или ручного генератора. Дейл Фокс объясняет:

Представьте себе полный набор радиологического оборудования, помещающийся в чемоданчике, работающий от батареек или солнечной энергии, транспортабельный и способный диагностировать всё что угодно – от сломанной руки до кишечной непроходимости. Это выведет полевую медицину и здравоохранение в развивающихся странах на принципиально новый уровень.

Фокс приводит в пример дополнительные возможности в маммографии:

Сегодня маммография требует дорогой, большой стационарной машины, которая делает грубое двумерное изображение. Но представьте себе «бюстгальтер» со встроенными рентгеновскими пиксельными излучателями сверху и рентгеновскими сенсорами снизу. Это устройство автономно, имеет автономный источник питания, умеет подключаться к интернету через 3G или Wi-Fi, и его можно просто отправить пациентке в посылке экспресс-почтой. Пациентка надевает «бюстгальтер», нажимает на кнопку, после чего онлайн появляется врач и говорит: «Привет. Все готово к вашей маммографии? Замрите». Рентгеновские пискели срабатывают, детекторы собирают и передают изображение, и врач тут же его смотрит. Пациентка отсылает обратно устройство – и все это в итоге занимает очень мало времени и стоит очень мало денег.

Рентгеновская пиксельная матрица – первый шаг на пути к тому, что гарвардский профессор химии, а по совместительству успешный предприниматель Джордж Уайтсайдс^[649] называет диагностикой с нулевой стоимостью. Недавно Уайтсайдс обратил внимание на болезни, от которых страдает восходящий миллиард. Единственный способ разработать вакцину, которая нужна для борьбы с ВИЧ, малярией и туберкулезом, – это найти метод точно и недорого диагностировать и вести большое количество пациентов. С сегодняшними технологиями это сделать невозможно.

И Уайтсайдс взял за образец BoP -модель Кей-Кей Прахалада. Вместо того чтобы взяться за существующие машины стоимостью в 100 тысяч долларов и пытаться во много раз снизить их стоимость, он начал с самых дешевых материалов: кусочка впитывающей бумаги шириной в один сантиметр. Разместите каплю крови или мочи на краю этого кусочка – и жидкость впитается через волокна.^[650] Гидрофобный полимер, напечатанный на этой бумаге, проведет жидкость через специальные каналы к диагностическим ячейкам, где она вступит во взаимодействие с определенными реагентами, окрашивая бумагу в разные цвета. Одна ячейка тестирует мочу на уровень сахара – и при повышенном содержании сахара появляется коричневый цвет. Другая ячейка окрашивает бумагу в синий при повышенном содержании белка. Учитывая, что бумага – не слишком дорогой материал, цель Уайтсайдса сделать стоимость диагностики практически нулевой не так уж далека. По его словам,

самый дорогой компонент здесь – восковый 3D -принтер [для печати на бумаге этих каналов и ячеек]. Такие принтеры стоят около восьмисот долларов штука. Но если они будут работать по 24 часа в сутки, каждый из них сможет делать по десять миллионов тестов каждый год – так что можно сказать, что проблема решена.

Последний пункт нашей триады Макгайвера – анализ слюны – открывает еще бóльшие перспективы. Этот способ сдачи анализа необходим для уже упомянутой выше «Лаборатории на чипе», разработанной доктором Анитой Гоэл и ее компанией Nanobiosym. ^[651] Разместите каплю слюны (или крови) на нанотехнологических платформах Гоэл – и тут же ДНК- или РНК-сигнатуры любого патогена в вашем организме будут определены, названы и отправлены в центральный суперкомпьютер – хотя бы тот же Watson. Эти чипы – серьезный шаг в направлении диагностики с нулевой стоимостью и важнейший фактор в решении трех основных проблем здравоохранения: как предотвратить распространение пандемий, как снизить угрозу биологического терроризма и как лечить такие широко распространенные заболевания, как СПИД. Технология mChip, разработанная в Колумбийском университете,^[652] уже сегодня демонетизирует и дематериализует процесс тестирования на ВИЧ. То, что раньше требовало долгих осмотров у врачей, пробирок с кровью и нескольких дней мучительного ожидания результатов, теперь вообще не нуждается в визите к доктору: для нового варианта тестирования достаточно капли крови, результат расшифровывается за 15 минут, а стоит все это менее одного доллара за микрожидкостный оптический чип размером меньше кредитной карточки.

Учитывая то, что диагностические компьютеры, подобные Watson, вскоре будет доступны через мобильные устройства (а мобильные устройства снабжены GPS), такой компьютер сможет не только диагностировать у вас инфекцию, но и вовремя заметить необычно высокое распространение, скажем, симптомов гриппа в Найроби – и предупредить ВОЗ о возможном начале пандемии. Что еще лучше, из-за того что удельная стоимость диагноза Watson представляет собой в основном затраты на работу компьютера (т. е., по сути, это стоимость электричества), цена снижается до центов. Чтобы помочь ускорить этот процесс, 10 мая 2011 года интернет-провайдер Qualcomm объединился с фондом X PRIZE и объявил о планах разработки трикодера Qualcomm X PRIZE ^[653] (его так назвали в честь технологии медицинского сканирования из сериала Star Trek). Этот конкурс обещает 10 миллионов долларов первой команде, которая сможет представить ориентированное на потребителя и низкое по стоимости мобильное устройство, способное диагностировать пациента лучше, чем группа сертифицированных врачей.

Но все эти диагностические чудеса не способны сами по себе реализовать все наши цели в области здравоохранения, потому что узнать, что не так с пациентом, – это только полдела. Предстоит еще лечить пациента и вернуть ему здоровье. Мы уже обсуждали «предотвращаемые» заболевания, которые можно искоренить, просто дав людям доступ к чистой воде, чистой энергии, нормальному питанию и канализации; но есть ведь и другая категория болезней, которую необходимо рассмотреть, – болезни, относительно легко излечивающиеся. Для терапии во многих случаях нужны просто лекарства, но некоторые заболевания требуют хирургического вмешательства. Могут ли технологии преобразовать хирургию так же, как они преобразовали диагностику?