“互聯”與高科技：醫學的未來

丹尼爾· 克拉夫特

要不是因為我們共同的朋友琳達，我永遠都不會遇到哈麗雅特。我是美國北加利福尼亞州的一名內科醫生;哈麗雅特則是一名公關主管，在紐約工作。琳達是一家在線個人基因組公司的聯合創始人，哈麗雅特和我聽說了這家公司并產生了興趣，于是把自己的基因信息發給了他們進行分析。

琳達發現哈麗雅特和我有一些共同點，于是就把我倆介紹給了對方：我們都帶有一種罕見的線粒體DNA，這意味著我倆是遠親。

原來，我倆還與一位史前名人——冰人奧茨——有著相同的血統。1991年，冰人奧茨的尸體在阿爾卑斯山被發現，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 的人組建了一個臉書群。

我講這個故事是為了說明一個問題。哈麗雅特和我的相識源于生物醫學科學一項了不起的突破——面向大眾、做基因分析的成本低——這在過去是不可想象的，而如今卻司空見慣。數字技術和社交平臺的融合使我們有可能了解自己的基因類型，還能在網絡世界中分享我們的發現，科技的進步使過去無法想象的事情輕而易舉地變成現實。

從那時起，我們目睹了由技術驅動的成果和創新大量涌現，可能會對健康和醫學的很多方面進行重塑。在我們周圍，無論是人工智能（AI）還是個人基因組學和機器人學，都在以指數級的速度發展著，為未來醫學的面貌打下了基礎。

我在此描述的創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的彼此割裂的醫療保健模式向“互聯醫療”的模式轉變，對此我也心存感激。現在，我們有機會把這些“點”連接起來——摒棄那些主要在病情發展之后才提供情景性和反應性護理的慣例，進入一個以防止疾病發生為目的的持續和主動護理的時代。

試想：出于預防疾病的考慮，你的健康將時刻受到個性化的關注和分析，不僅是為了治療疾病，而越來越多的是為了預防疾病。

在舊有的醫療模式下，只能斷斷續續地收集病人的健康 數據 ，主要是在病人前去就醫時收集，然后分散記錄在紙質文件和電子病歷系統中。如今有了一個好得多的選擇：個人技術能夠持續不斷地監控重要征兆，并詳細記錄下健康數據，使得數據不僅更加豐富、詳細，也更加準確、可靠。

就在Fitbit公司首次發起“可穿戴設備”革命后僅10年，健康追蹤設備便遍地開花，其中大部分是用來評測和記錄健身活動的。

未來，這些傳感技術將主要應用于預防、診斷和治療疾病。它們將會客觀地評測健康狀況、發現可能表明病情有所發展的各種變化，并將患者的數據發送給醫生。

方便靈活的醫用電子紋身和粘貼式傳感器能夠拍攝心電圖、測量呼吸頻率、檢測血糖，還能通過藍牙無縫傳輸檢查結果。這是一種動態生命體征追蹤技術，但過去只在重癥監護病房中使用，應用范圍并未像如今這樣廣泛。

內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動。這種智能耳機也可以與數字教練相結合，為跑步者加油鼓勁，或與數字向導連接起來，為癡呆患者提供幫助。

未來的 智能隱形眼鏡 中將會集成數千個生物傳感器，用以發現癌癥和其他疾病的早期征兆。將來某一天，現在正在研發的隱形眼鏡或許能夠檢測眼淚中的血糖值，從而幫助糖尿病患者管理飲食和治療方法，從而更好地監測并控制病情。

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別芯片，或是能夠持續監測血液中化學成分的皮下傳感器。放置在 膠囊中的可服用裝置 被吞下后就會展開，在胃腸道系統中工作，例如治療疾病或隔離異物。

在孕婦的腹部貼一片監測貼，可以探查子宮肌肉的運動情況，從而更好地了解分娩過程的進展情況。之后，嬰兒的父母可通過嬰兒攝像頭，以數字化的形式觀察自己的寶寶，攝像頭會將嬰兒的呼吸情況顯示在屏幕上，如果嬰兒的呼吸停止，就會發出警報。

高科技甚至可以為發育中的早產嬰兒提供幫助： 耳機 中會播放經過調試的音樂，能夠安撫或激勵嬰兒，掃描技術能夠檢查嬰兒的腦電波，看其運作狀態是否正常。

那么要是沒人佩戴這些裝置，我們該怎么收集健康數據呢？麻省理工學院的工程師們對一種類似于無線網絡盒的設備進行了改裝，使它能夠捕捉到同一居所內的人們的生命體征和睡眠模式。

隨著新的傳感技術的出現，將會產生更多的生物醫學數據和見解——這些可與不斷增加的基因組數據相匹配。將它們結合起來，就可以引導我們找到提高健康水平、了解疾病、選擇最適合患者的預防和干預措施的新方法。

越來越多的數字工具與人工智能分析相結合，幾乎肯定會提高診斷醫生看病的準確度和速度，能夠提高對疾病進行早期偵測的水平，從而提升治療成功或治愈的幾率。這類數字工具可能有很多會是以電話為基礎介質的。

目前，一種能夠實時檢測 高血壓 （無需袖帶）的傳感器正在研發中，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因素。

父母們可以使用智能手機耳鏡觀察孩子的耳朵內部，并將看到的情況分享給兒科醫生。安裝了特定應用程序和傳感器的手機能夠測量心電圖，用以檢查危險的心律失常問題;安裝了特定軟件和麥克風的手機可以 “聽到”咳嗽聲，診斷肺炎。

有些技術極大地提高了醫生診斷治療的準確度和速度。要識別細菌或病毒感染的種類并確定最適用的藥物，如果采用血液培養的方式，可能要等待很長時間。但科學家們研發出了生物芯片，只需兩個小時就能完成一次全面的微生物掃描檢測，無需進行血液培養，而且在掃描過程中，可能還會發現一些微生物產生了抗藥性的突變。

對人類微生物組——即存在于每個人的身體表面和身體內部的上萬億個細菌——的研究蓬勃發展，促進了新的診斷模式的出現和了解的深入。遺傳分析技術能夠幫助破解腸道微生物組的諸多秘密，人們認為，這些微生物組會促使肥胖、炎癥性腸病、心血管疾病甚至神經系統疾病的發生和惡化。

仰賴人工智能和機器學習技術，我們可以訓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25萬名患者的視網膜掃描圖像輸入了識別模式的算法中，這項技術還“學會”了識別那些可以預測患者是否患有高血壓，抑或罹患心臟病或中風的風險是否增加的方法。一些對比研究發現，數字工具比人類病理學家、皮膚科醫生或放射科醫生作出的分析更準確。

在美國，醫生定期出診的時代早已一去不返。接下來很快就會出現：大部分醫療護理工作會在醫生的辦公室、診所或醫院里進行。醫療服務將越來越多地形成一種混合的、真實世界與虛擬世界相結合的模式，也勢必會變得更加簡便、快捷。

未來，傳統的處方會由類似自動取款機的機器人開具，由藥品供應商或算法遠程控制，確保用藥的時間和劑量都正確無誤。

絕大多數的醫患互動無需“肢體接觸”，也不需要做體檢。病人和醫生之間的私人即時視頻交流（購買該服務的費用將逐漸被保險覆蓋）將通過基于網絡的門戶網站進行?；颊叩纳w征將通過網絡集成的無線秤、血壓袖帶和監控設備獲取并分享給醫生。遠程醫療皮膚科醫生可以利用患者發去的自拍照預篩其皮膚上外觀可疑的斑點，并告訴患者不必在意還是要去當面做檢查。

看病要花費的時間（包括往返醫院的路程和候診的時間）通常會大幅減少，取而代之的是由一種名為“虛擬醫生”的新型臨床醫生提供的遠程醫療服務。醫患關系將出現似曾相識的轉折，因為患者將在自己家中接受治療。

未來，處方中可能會包含更多的“數字醫療”。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面服務的情況下，僅使用處方中開具的軟件，或與提供信息和安撫的醫生以數字化的方式進行交流。

盡管很多數字醫療方法仍處在研究階段，但有些已經在有效地發揮作用了。例如：至少有兩家公司已經開發出了幾種應用程序，使大腦調低耳鳴的音量，從而減少耳鳴不斷產生的噪音——有評論者表示，該方法有效。梅奧醫學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用程序，來管理心臟疾病的患者。公布的結果：與心臟問題有關的疾病再入院率降低了40%。

未來，傳統的處方會由類似自動取款機的機器人開具，由藥品供應商或算法遠程控制，確保用藥的時間和劑量都正確無誤。

又或者，醫生會根據你的基因檢測結果來確定 與你的基因譜最匹配的藥物 。

數月前，哈佛大學和麻省理工學院的科學家們發現了一種更準確的方法，能預測每個人患五種致命疾病的幾率。他們觀察了人類基因組660萬個位置上的DNA變化，并使用了一種復雜的算法，從而獲得了這一成果?；驒z測雖然只分析部分基因組——就像我接受的那次基因檢測那樣——但仍能提供有關癡呆、帕金森病、糖尿病和其他疾病易感性的寶貴信息。重申一遍，醫療技術的進步對我和哈麗雅特可能都有好處。（對不起，冰人奧茨。）

倘若你不想面對醫生，那么機器人能否像現實中的醫生一樣提供服務呢？它們或許很快就能答復問詢并進行分診了。

聊天機器人護士會詢問你的癥狀，并從你的可穿戴設備和其他與你有類似情況的人的眾包健康記錄中獲取數據，由此來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，這個虛擬治療師的程序設定成可以像人一樣交談、提供自助指導并善解人意地傾聽。

機器人可能還會參與面對面的護理。設想一下由機器人實施靜脈切開術，它可以通過超聲波選定最合適的靜脈，然后抽血或進行靜脈注射。在缺少醫護人員的國家，或許就可以使用護理機器人來抬起和移動病人，它們還能進行社交互動。程序設定為 理療教練 的機器人能夠幫助病人堅持完成自己的運動計劃，確保達到最佳的治療效果。

能從這些技術進步中獲益真是再好不過，但將這些技術普及開來也同等重要。據估計，在2016年，中低收入國家中有360萬人死于缺醫少藥，還有更多的人（據估計有500萬人）因得不到高質量的醫療服務而死亡。

從現在開始，我們把新的醫療技術和其他醫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，不過研究人員可能已經攻克了其中之一：利用3D技術，他們在一個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，光電二極管將光轉化為電能，轉化效率為25%。下一步：制作帶有更多光感受器和表面更柔軟的假眼，使其植入時的感覺更舒適。

——雷切爾·哈蒂根·謝伊

健康數據的爆發式增長

與健康有關的數據量的增加速度到底有多快？斯坦福大學醫學院的一份報告是這么說的：“醫療數據的量正以天文數字的速度增長：2013年產生了153艾字節（1艾字節= 10億字節），到2020年，預計將產生2314艾字節，折合成年增長率，至少為每年增加48%?！?h3>有用的DNA折紙術

生物工程師使用DNA折紙術，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算法中，該算法決定了如何將一條DNA長鏈（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送到身體的特定部位。麻省理工學院的馬克·巴思說，DNA折紙術的“令人著迷之處”在于，這種結構能夠穿過血腦屏障，而現在有很多藥物會被血腦屏障阻隔，無法到達大腦。