“互聯(lián)”與高科技：醫(yī)學(xué)的未來(lái)

丹尼爾· 克拉夫特

要不是因?yàn)槲覀児餐呐笥蚜者_(dá)，我永遠(yuǎn)都不會(huì)遇到哈麗雅特。我是美國(guó)北加利福尼亞州的一名內(nèi)科醫(yī)生;哈麗雅特則是一名公關(guān)主管，在紐約工作。琳達(dá)是一家在線個(gè)人基因組公司的聯(lián)合創(chuàng)始人，哈麗雅特和我聽說(shuō)了這家公司并產(chǎn)生了興趣，于是把自己的基因信息發(fā)給了他們進(jìn)行分析。

琳達(dá)發(fā)現(xiàn)哈麗雅特和我有一些共同點(diǎn)，于是就把我倆介紹給了對(duì)方：我們都帶有一種罕見的線粒體DNA，這意味著我倆是遠(yuǎn)親。

原來(lái)，我倆還與一位史前名人——冰人奧茨——有著相同的血統(tǒng)。1991年，冰人奧茨的尸體在阿爾卑斯山被發(fā)現(xiàn)，已在冰雪中封凍了5300年。出于好玩，我甚至為與奧茨、哈麗雅特和我擁有相同 變異DNA 的人組建了一個(gè)臉書群。

我講這個(gè)故事是為了說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題。哈麗雅特和我的相識(shí)源于生物醫(yī)學(xué)科學(xué)一項(xiàng)了不起的突破——面向大眾、做基因分析的成本低——這在過(guò)去是不可想象的，而如今卻司空見慣。數(shù)字技術(shù)和社交平臺(tái)的融合使我們有可能了解自己的基因類型，還能在網(wǎng)絡(luò)世界中分享我們的發(fā)現(xiàn)，科技的進(jìn)步使過(guò)去無(wú)法想象的事情輕而易舉地變成現(xiàn)實(shí)。

從那時(shí)起，我們目睹了由技術(shù)驅(qū)動(dòng)的成果和創(chuàng)新大量涌現(xiàn)，可能會(huì)對(duì)健康和醫(yī)學(xué)的很多方面進(jìn)行重塑。在我們周圍，無(wú)論是人工智能（AI）還是個(gè)人基因組學(xué)和機(jī)器人學(xué)，都在以指數(shù)級(jí)的速度發(fā)展著，為未來(lái)醫(yī)學(xué)的面貌打下了基礎(chǔ)。

我在此描述的創(chuàng)新有許多尚處于早期階段，但其本身便已令人印象深刻。它們能夠使我們傳統(tǒng)的彼此割裂的醫(yī)療保健模式向“互聯(lián)醫(yī)療”的模式轉(zhuǎn)變，對(duì)此我也心存感激?，F(xiàn)在，我們有機(jī)會(huì)把這些“點(diǎn)”連接起來(lái)——摒棄那些主要在病情發(fā)展之后才提供情景性和反應(yīng)性護(hù)理的慣例，進(jìn)入一個(gè)以防止疾病發(fā)生為目的的持續(xù)和主動(dòng)護(hù)理的時(shí)代。

試想：出于預(yù)防疾病的考慮，你的健康將時(shí)刻受到個(gè)性化的關(guān)注和分析，不僅是為了治療疾病，而越來(lái)越多的是為了預(yù)防疾病。

在舊有的醫(yī)療模式下，只能斷斷續(xù)續(xù)地收集病人的健康 數(shù)據(jù) ，主要是在病人前去就醫(yī)時(shí)收集，然后分散記錄在紙質(zhì)文件和電子病歷系統(tǒng)中。如今有了一個(gè)好得多的選擇：個(gè)人技術(shù)能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控重要征兆，并詳細(xì)記錄下健康數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)不僅更加豐富、詳細(xì)，也更加準(zhǔn)確、可靠。

就在Fitbit公司首次發(fā)起“可穿戴設(shè)備”革命后僅10年，健康追蹤設(shè)備便遍地開花，其中大部分是用來(lái)評(píng)測(cè)和記錄健身活動(dòng)的。

未來(lái)，這些傳感技術(shù)將主要應(yīng)用于預(yù)防、診斷和治療疾病。它們將會(huì)客觀地評(píng)測(cè)健康狀況、發(fā)現(xiàn)可能表明病情有所發(fā)展的各種變化，并將患者的數(shù)據(jù)發(fā)送給醫(yī)生。

方便靈活的醫(yī)用電子紋身和粘貼式傳感器能夠拍攝心電圖、測(cè)量呼吸頻率、檢測(cè)血糖，還能通過(guò)藍(lán)牙無(wú)縫傳輸檢查結(jié)果。這是一種動(dòng)態(tài)生命體征追蹤技術(shù)，但過(guò)去只在重癥監(jiān)護(hù)病房中使用，應(yīng)用范圍并未像如今這樣廣泛。

內(nèi)置傳感器的助聽器或耳塞不僅能將聲音放大，還能追蹤心率和心臟運(yùn)動(dòng)。這種智能耳機(jī)也可以與數(shù)字教練相結(jié)合，為跑步者加油鼓勁，或與數(shù)字向?qū)нB接起來(lái)，為癡呆患者提供幫助。

未來(lái)的 智能隱形眼鏡 中將會(huì)集成數(shù)千個(gè)生物傳感器，用以發(fā)現(xiàn)癌癥和其他疾病的早期征兆。將來(lái)某一天，現(xiàn)在正在研發(fā)的隱形眼鏡或許能夠檢測(cè)眼淚中的血糖值，從而幫助糖尿病患者管理飲食和治療方法，從而更好地監(jiān)測(cè)并控制病情。

可植入裝置可能包含能夠保存病人病歷的皮下射頻身份識(shí)別芯片，或是能夠持續(xù)監(jiān)測(cè)血液中化學(xué)成分的皮下傳感器。放置在 膠囊中的可服用裝置 被吞下后就會(huì)展開，在胃腸道系統(tǒng)中工作，例如治療疾病或隔離異物。

在孕婦的腹部貼一片監(jiān)測(cè)貼，可以探查子宮肌肉的運(yùn)動(dòng)情況，從而更好地了解分娩過(guò)程的進(jìn)展情況。之后，嬰兒的父母可通過(guò)嬰兒攝像頭，以數(shù)字化的形式觀察自己的寶寶，攝像頭會(huì)將嬰兒的呼吸情況顯示在屏幕上，如果嬰兒的呼吸停止，就會(huì)發(fā)出警報(bào)。

高科技甚至可以為發(fā)育中的早產(chǎn)嬰兒提供幫助： 耳機(jī) 中會(huì)播放經(jīng)過(guò)調(diào)試的音樂(lè)，能夠安撫或激勵(lì)嬰兒，掃描技術(shù)能夠檢查嬰兒的腦電波，看其運(yùn)作狀態(tài)是否正常。

那么要是沒(méi)人佩戴這些裝置，我們?cè)撛趺词占】禂?shù)據(jù)呢？麻省理工學(xué)院的工程師們對(duì)一種類似于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)盒的設(shè)備進(jìn)行了改裝，使它能夠捕捉到同一居所內(nèi)的人們的生命體征和睡眠模式。

隨著新的傳感技術(shù)的出現(xiàn)，將會(huì)產(chǎn)生更多的生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和見解——這些可與不斷增加的基因組數(shù)據(jù)相匹配。將它們結(jié)合起來(lái)，就可以引導(dǎo)我們找到提高健康水平、了解疾病、選擇最適合患者的預(yù)防和干預(yù)措施的新方法。

越來(lái)越多的數(shù)字工具與人工智能分析相結(jié)合，幾乎肯定會(huì)提高診斷醫(yī)生看病的準(zhǔn)確度和速度，能夠提高對(duì)疾病進(jìn)行早期偵測(cè)的水平，從而提升治療成功或治愈的幾率。這類數(shù)字工具可能有很多會(huì)是以電話為基礎(chǔ)介質(zhì)的。

目前，一種能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè) 高血壓 （無(wú)需袖帶）的傳感器正在研發(fā)中，這種傳感器可以改善高血壓的治療效果——高血壓是造成早亡的主要危險(xiǎn)因素。

父母?jìng)兛梢允褂弥悄苁謾C(jī)耳鏡觀察孩子的耳朵內(nèi)部，并將看到的情況分享給兒科醫(yī)生。安裝了特定應(yīng)用程序和傳感器的手機(jī)能夠測(cè)量心電圖，用以檢查危險(xiǎn)的心律失常問(wèn)題;安裝了特定軟件和麥克風(fēng)的手機(jī)可以 “聽到”咳嗽聲，診斷肺炎。

有些技術(shù)極大地提高了醫(yī)生診斷治療的準(zhǔn)確度和速度。要識(shí)別細(xì)菌或病毒感染的種類并確定最適用的藥物，如果采用血液培養(yǎng)的方式，可能要等待很長(zhǎng)時(shí)間。但科學(xué)家們研發(fā)出了生物芯片，只需兩個(gè)小時(shí)就能完成一次全面的微生物掃描檢測(cè)，無(wú)需進(jìn)行血液培養(yǎng)，而且在掃描過(guò)程中，可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些微生物產(chǎn)生了抗藥性的突變。

對(duì)人類微生物組——即存在于每個(gè)人的身體表面和身體內(nèi)部的上萬(wàn)億個(gè)細(xì)菌——的研究蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了新的診斷模式的出現(xiàn)和了解的深入。遺傳分析技術(shù)能夠幫助破解腸道微生物組的諸多秘密，人們認(rèn)為，這些微生物組會(huì)促使肥胖、炎癥性腸病、心血管疾病甚至神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生和惡化。

仰賴人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，我們可以訓(xùn)練診斷工具解讀組織樣本和 放射掃描圖像 。谷歌公司的研究人員將超過(guò)25萬(wàn)名患者的視網(wǎng)膜掃描圖像輸入了識(shí)別模式的算法中，這項(xiàng)技術(shù)還“學(xué)會(huì)”了識(shí)別那些可以預(yù)測(cè)患者是否患有高血壓，抑或罹患心臟病或中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)是否增加的方法。一些對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)字工具比人類病理學(xué)家、皮膚科醫(yī)生或放射科醫(yī)生作出的分析更準(zhǔn)確。

在美國(guó)，醫(yī)生定期出診的時(shí)代早已一去不返。接下來(lái)很快就會(huì)出現(xiàn)：大部分醫(yī)療護(hù)理工作會(huì)在醫(yī)生的辦公室、診所或醫(yī)院里進(jìn)行。醫(yī)療服務(wù)將越來(lái)越多地形成一種混合的、真實(shí)世界與虛擬世界相結(jié)合的模式，也勢(shì)必會(huì)變得更加簡(jiǎn)便、快捷。

未來(lái)，傳統(tǒng)的處方會(huì)由類似自動(dòng)取款機(jī)的機(jī)器人開具，由藥品供應(yīng)商或算法遠(yuǎn)程控制，確保用藥的時(shí)間和劑量都正確無(wú)誤。

絕大多數(shù)的醫(yī)患互動(dòng)無(wú)需“肢體接觸”，也不需要做體檢。病人和醫(yī)生之間的私人即時(shí)視頻交流（購(gòu)買該服務(wù)的費(fèi)用將逐漸被保險(xiǎn)覆蓋）將通過(guò)基于網(wǎng)絡(luò)的門戶網(wǎng)站進(jìn)行。患者的生命體征將通過(guò)網(wǎng)絡(luò)集成的無(wú)線秤、血壓袖帶和監(jiān)控設(shè)備獲取并分享給醫(yī)生。遠(yuǎn)程醫(yī)療皮膚科醫(yī)生可以利用患者發(fā)去的自拍照預(yù)篩其皮膚上外觀可疑的斑點(diǎn)，并告訴患者不必在意還是要去當(dāng)面做檢查。

看病要花費(fèi)的時(shí)間（包括往返醫(yī)院的路程和候診的時(shí)間）通常會(huì)大幅減少，取而代之的是由一種名為“虛擬醫(yī)生”的新型臨床醫(yī)生提供的遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)。醫(yī)患關(guān)系將出現(xiàn)似曾相識(shí)的轉(zhuǎn)折，因?yàn)榛颊邔⒃谧约杭抑薪邮苤委煛?/p>

未來(lái)，處方中可能會(huì)包含更多的“數(shù)字醫(yī)療”。這些療法的使用受到限制，其目的是改善人們的健康狀況，或在缺乏藥物和面對(duì)面服務(wù)的情況下，僅使用處方中開具的軟件，或與提供信息和安撫的醫(yī)生以數(shù)字化的方式進(jìn)行交流。

盡管很多數(shù)字醫(yī)療方法仍處在研究階段，但有些已經(jīng)在有效地發(fā)揮作用了。例如：至少有兩家公司已經(jīng)開發(fā)出了幾種應(yīng)用程序，使大腦調(diào)低耳鳴的音量，從而減少耳鳴不斷產(chǎn)生的噪音——有評(píng)論者表示，該方法有效。梅奧醫(yī)學(xué)中心開具的處方中含有能夠追蹤血壓、行為和其他因素的應(yīng)用程序，來(lái)管理心臟疾病的患者。公布的結(jié)果：與心臟問(wèn)題有關(guān)的疾病再入院率降低了40%。

未來(lái)，傳統(tǒng)的處方會(huì)由類似自動(dòng)取款機(jī)的機(jī)器人開具，由藥品供應(yīng)商或算法遠(yuǎn)程控制，確保用藥的時(shí)間和劑量都正確無(wú)誤。

又或者，醫(yī)生會(huì)根據(jù)你的基因檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定 與你的基因譜最匹配的藥物 。

數(shù)月前，哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種更準(zhǔn)確的方法，能預(yù)測(cè)每個(gè)人患五種致命疾病的幾率。他們觀察了人類基因組660萬(wàn)個(gè)位置上的DNA變化，并使用了一種復(fù)雜的算法，從而獲得了這一成果?；驒z測(cè)雖然只分析部分基因組——就像我接受的那次基因檢測(cè)那樣——但仍能提供有關(guān)癡呆、帕金森病、糖尿病和其他疾病易感性的寶貴信息。重申一遍，醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步對(duì)我和哈麗雅特可能都有好處。（對(duì)不起，冰人奧茨。）

倘若你不想面對(duì)醫(yī)生，那么機(jī)器人能否像現(xiàn)實(shí)中的醫(yī)生一樣提供服務(wù)呢？它們或許很快就能答復(fù)問(wèn)詢并進(jìn)行分診了。

聊天機(jī)器人護(hù)士會(huì)詢問(wèn)你的癥狀，并從你的可穿戴設(shè)備和其他與你有類似情況的人的眾包健康記錄中獲取數(shù)據(jù)，由此來(lái)了解讓你感到不適的原因。如果你是心理上而不是身體上感到不舒服，那么你可以向虛擬治療師咨詢，這個(gè)虛擬治療師的程序設(shè)定成可以像人一樣交談、提供自助指導(dǎo)并善解人意地傾聽。

機(jī)器人可能還會(huì)參與面對(duì)面的護(hù)理。設(shè)想一下由機(jī)器人實(shí)施靜脈切開術(shù)，它可以通過(guò)超聲波選定最合適的靜脈，然后抽血或進(jìn)行靜脈注射。在缺少醫(yī)護(hù)人員的國(guó)家，或許就可以使用護(hù)理機(jī)器人來(lái)抬起和移動(dòng)病人，它們還能進(jìn)行社交互動(dòng)。程序設(shè)定為 理療教練 的機(jī)器人能夠幫助病人堅(jiān)持完成自己的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，確保達(dá)到最佳的治療效果。

能從這些技術(shù)進(jìn)步中獲益真是再好不過(guò)，但將這些技術(shù)普及開來(lái)也同等重要。據(jù)估計(jì)，在2016年，中低收入國(guó)家中有360萬(wàn)人死于缺醫(yī)少藥，還有更多的人（據(jù)估計(jì)有500萬(wàn)人）因得不到高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)而死亡。

從現(xiàn)在開始，我們把新的醫(yī)療技術(shù)和其他醫(yī)療保健資源慷慨共享，讓世界各地的人們都能從中獲益，就能改變這種狀況。

眨眨眼，那是一只假眼

制造假眼面臨諸多難題，不過(guò)研究人員可能已經(jīng)攻克了其中之一：利用3D技術(shù)，他們?cè)谝粋€(gè)眼睛形狀的玻璃物體上打印出了一系列光感受器。他們用銀粒子做“墨水”，雖然玻璃物體的表面是彎曲的，但銀粒子仍可附著在上面，光電二極管將光轉(zhuǎn)化為電能，轉(zhuǎn)化效率為25%。下一步：制作帶有更多光感受器和表面更柔軟的假眼，使其植入時(shí)的感覺(jué)更舒適。

——雷切爾·哈蒂根·謝伊

健康數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)

與健康有關(guān)的數(shù)據(jù)量的增加速度到底有多快？斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一份報(bào)告是這么說(shuō)的：“醫(yī)療數(shù)據(jù)的量正以天文數(shù)字的速度增長(zhǎng)：2013年產(chǎn)生了153艾字節(jié)（1艾字節(jié)= 10億字節(jié)），到2020年，預(yù)計(jì)將產(chǎn)生2314艾字節(jié)，折合成年增長(zhǎng)率，至少為每年增加48%?！?h3>有用的DNA折紙術(shù)

生物工程師使用DNA折紙術(shù)，做出了納米尺寸的四面體、兔子和其他東西。他們將想要的形狀輸入一個(gè)算法中，該算法決定了如何將一條DNA長(zhǎng)鏈（或稱“支架”）折成二維和三維形狀，并由較短的DNA片段連接。分布在支架表面的其他分子則賦予其不同的功能，例如將藥物或基因編輯工具運(yùn)送到身體的特定部位。麻省理工學(xué)院的馬克·巴思說(shuō)，DNA折紙術(shù)的“令人著迷之處”在于，這種結(jié)構(gòu)能夠穿過(guò)血腦屏障，而現(xiàn)在有很多藥物會(huì)被血腦屏障阻隔，無(wú)法到達(dá)大腦。