醫學科學中的設計基因與技術哲學

白聃 吳瑛

摘要：文章通過論述設計、醫學及技術之間的關系，試圖說明技術在醫學科學中具有的意義和價值。技術在一定程度上推動設計的創新，醫學是一種人體生理科學，需要大量技術作為動力對其進行革新和創新。文章從兩個方面論述設計在醫學中所發揮的不可替代的作用，試圖闡明設計、醫學和技術之間相互影響、相互滲透的緊密關系。通過三者關系的闡述說明醫學科學天然存在設計基因，技術是設計與醫學的前提，并對設計及醫學所闡述的結果具有決定性的作用。醫學科學離不開人性化的設計和技術的進步，三者不可以分割，需要從辯證關系的角度思考問題。

關鍵詞：設計;醫學科學;技術;數字化;人性化

中圖分類號：R-05??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1004-9436（2021）20-0250-03

首先，醫學科學的發展促進人們認識自我身體，同時對醫療中的技術又產生疑問。其次，科學是否能夠實現醫療精準檢測和診斷。醫學經過幾個世紀的發展，通過實驗、臨床觀察、推論最終確立了醫學科學發展的確定性，由此生成的技術證實了醫學科學的成果，進而轉變為設計，最終成為人們認可的醫療產品。在梳理設計、醫學、技術的關系前，需要對這三個概念進行闡述及界定。醫學又稱為醫學科學，是對人體規律進行細致深入研究而形成的完整的知識體系;維克多·帕帕奈克（Victor Papanek）對設計的定義是“為了達成有意義的秩序而進行的有意識而又富有直覺的努力”;而技術的定義是解決問題的方法及原理，是指人們利用現有事物形成新事物，或是改變現有事物功能、性能的方法。德國著名學者安德魯·芬伯格（Andrew Feenberg）對“技術哲學”有較深入的研究，他提倡運用批判的思維來看待技術，認為技術會對人類造成威脅，技術是一個具有壓迫性的文化系統。芬伯格認為技術最終會服務于人類并被人類控制，可以通過現有技術找到另一種替代的技術，技術是一個漂浮在不同的可能性之間的“搖擺不定”的過程。芬伯格從技術的另一個角度表明技術本身需要被人認知和掌握，反對技術的中性，也不承認技術的工具性。

從某個層面而言，技術發展與經濟有著密切的聯系。社會、經濟、技術相輔相成，不可分割，相互影響。醫學科學的發展以技術為媒介，技術促成創新設計的產生。下面具體闡述因技術的進步，設計在醫學領域中所發揮的作用。

1??? 西方醫療工具的設計

19世紀的醫學具有現代性，科學對醫學發展具有深遠的影響。對疾病的診斷以視診、觸診、叩診、聽診為主，也涉及嗅覺和味覺。17世紀是科學發展啟蒙運動的時代，而19世紀才是真正的科學時代，各大醫學院和研究機構提倡科學進步和設立研究協會，那些具有研究精神的醫學家對人的身體進行深入的研究，推動了醫學科學的發展。1816年法國名醫何內·雷奈克（Ren é Laennec）接待了一位患有心臟病的女性，但是他無法貼在女病人的心臟處聽診，這時他拿一張紙卷成一個圓筒靠在病人的胸口，再把耳朵靠近紙卷的另一端，竟然能夠聽到更多的心跳聲音，因此，雷奈克意識到這是一種新的研究方法，可以用這個紙卷來研究呼吸，甚至可以用它聽到心包的流體流動的聲音，聽診器就由此誕生。頸上掛著聽診器是19世紀初醫生的象征[1]。

人們能夠從技術的進步推斷出社會發展的程度。在醫學中內窺鏡的發展經歷了三個時期，通過對三個階段的分析也能窺見醫學技術的發展，并能通過精妙的設計滿足治療過程中患者對醫學科學的需求。

醫生可以在人體外發現人體內部的病癥嗎？這一問題一直困擾著醫生。因時代的發展，患者病情的復雜性讓醫生不得不想方設法去治療人體內的病癥，并力求在極為安全和避免痛苦的基礎上實現治療，這一直是醫生面臨的困境。古希臘著名醫者希波克拉底早在公元前460年就發明了一種儀器——直腸診斷器，其被后人稱為內窺鏡的鼻祖。1806年，被稱為內窺鏡第一發明人的德國菲利普·博奇尼（Philip Bozzini）提出了以蠟燭為照明的器具來實現內窺鏡的設想。他將花瓶造型的器具、蠟燭燈源、一些鏡片組合在一起，燭光通過一根管子反射并插入動物的膀胱和直腸中，再通過另一根管子觀看膀胱結構。但因科學和技術的局限性效果不甚理想，他的做法引起了社會與醫學界的不滿，博奇尼也因此受到了維也納醫學院的處罰。

1835年法國醫學家德索蒙斯（Désormeaux）用煤油燈作為光源，并于1853年第一次把“明光器”（Lichtleiter）應用于人體，通過鏡子的反射來觀察人體內的病癥。明光器有一個小火罐，其中裝有松節油和酒精的混合物，該光源通過比較粗的管子進行反射，透鏡聚集光亮，再通過管子觀看人體內部結構。該產品因經過前人的不斷探索和技術的改進，應用于人體治療成為可能。但該產品也有副作用和不足，如應用產品時可能會灼傷人體，光線太暗使得只能在治療泌尿系統中使用，無法到達其他人體部分。“內窺鏡”由德索蒙斯在學術論文雜志中首次提出。

從某個層面而言，科技的發展為人類從事各個領域的工作帶來了多種可能。1880年，美國著名發明家托馬斯·阿爾瓦·愛迪生（Thomas Alva Edison）發明白熾燈后，德國泌尿外科醫生西奧多·羅森海姆（Theodore Rosenheim）研發了由三根同心圓管子組成的胃窺鏡。該設計結合了之前研發的內窺鏡的優點，因此治療效果良好。第一層管子為光學結構，第二層管子為管腔內裝有箱絲圈制造的燈泡和水冷結構，最外層為標注刻度隨時提醒醫生探測的深度。

內窺鏡經歷了硬管式內窺鏡、半曲式內窺鏡、纖維內窺鏡、電子內窺鏡四個階段。因技術的進步，內窺鏡影像也發生了質的變化，如今內窺鏡的使用更加普及，所需要的是更加小型化、多功能、高像質的影像。

1960年美國膀胱鏡制造者公司制作出第一個商業纖維鏡。該纖維鏡小巧靈活，采用冷光源，使光亮較強，可以發現小病灶。攝影技術的發展，內窺鏡裝置及其他手術產品不斷改進。內窺鏡不但應用于醫療診斷，還能夠應用于手術治療。1983年美國偉倫（Welch Allyn）公司研發出了高性能微型圖像傳感器（charge couple device），并代替了光導纖維導影術，內窺鏡發展進入新的階段[2]。2000年以后，科學技術發展更加迅速，超聲探頭和三維探頭的發展使內窺鏡膠囊胃鏡和超聲內窺鏡被制造出來。電子計算機技術的不斷進步，不僅讓電子內窺鏡的圖像更加清晰，還能夠讓醫生通過影像的不同顏色看到組織中不同的結構。利用內窺鏡診斷治療，患者的不適感得到緩解，能夠提升用戶體驗，還能夠進行遠程教學。因此，科技的發展是醫療產品設計改革和創新的重要因素。

現代醫療產品中，醫療機器人是最受矚目的產品。醫療機器人是指用于醫院、診所的醫療或者醫療輔助機器人。可以通過編程來改變機器人的行動程序，主要分為診斷機器人、手術機器人、康復機器人、護理機器人。達芬奇手術機器人是醫療人工智能（AI）領域中非常重要的案例，香港中文大學教授歐塞繆爾·奧（Samuel Au）是達芬奇手術機器人的研發者[3]，2016年前一直在美國直覺外科公司（Intuitive Surgical）工作。歐塞繆爾教授在介紹達芬奇手術機器人時指出：“達芬奇手術機器人可以遠程監測病人的身體，可以進行手術及檢查，她非常靈活，可以根據病情不斷地加入傳感器，可以進行及其準確的切割。”達芬奇手術機器人以麻省理工學院手術機器人技術為基礎，后來與IBM、麻省理工學院聯合并進一步研發。該機器的研發理念為利于微創手術的方法進行復雜的手術，該產品在普通外科、泌尿外科、婦科、心臟手術等科室中均已普及。

微創手術是較常應用手術機器人的外科手術，《財富》雜志評價醫療機器人的未來：機器人實施的腹腔鏡手術比人強;機器人可以遠程感應人體器官，并擁有更好的視覺質量;新型的設備價格更便宜，未來會有更多醫院購買手術機器人，已經購買的醫院已經考慮購買第二代的手術機器人。設計師參與到手術機器人的設計項目中，對手術機器人的外觀及其部分功能進行設計，使機器人更美觀、更人性化。這是設計擅長的領域，它充滿了美感、想象和實用性，能夠改變人與機器之間的溝通方式和交互方式。設計對現代醫學的發展具有不可忽視的作用，關注醫生和患者的需求，把設計美學帶入醫學科學中，不僅能夠提高醫療工作的效率，同時也能夠使醫療過程更人性化。

2??? 中醫治療工具的設計

中國醫學博大精深，強調人與自然和諧統一的價值理念。中國醫學的理念源于《周易》，并提出陰陽學說，認為生命乃是陰陽兩種氣體在人體的循環，并把萬事萬物歸結于五種類別的事物——金、木、水、火、土，并將其稱之為“五行”。五行之間存在相生相克的關系。陰陽五行學說是逐漸發展而成的，其在《黃帝內經》中體現最為深刻，從某種意義上說，該學說是中國哲學與醫學結合的體現[4]。中醫來源于中國先民超群的智慧和豐富的經驗，并將這些經驗總結提煉出來，形成著作流傳至今。現代醫學承襲了中國醫學的精髓，通過中西醫結合的方式，不斷創新發展，為人類的幸福作出貢獻。

在考古工作中，人們發現對針灸穴位最早的研究是現存張仲景博物館的《人體穴位陶俑》。這是一具東漢末年的陶俑，采用女人體醫學模型對穴位進行研究。通過女人體穴位，我們可以發現該陶俑的創作者既是雕刻家也是醫者，陶俑既具有科學性，又具有審美性。經過時間的侵襲，該雕像已經失去了雙臂和左腿，雕刻者試圖摒棄人體的細節，把重點放置于人體的穴位。通過該雕像，我們可以更好地了解到古人對人體結構和穴位的理解[5]。

針灸起源于中國古人對人體解剖學的認識，中國古代解剖學發展的鼎盛時期為北宋時期，出現了兩本解剖書籍，皆在解剖史上占有重要的地位。一本是《歐希范五臟圖》，另一本為《存真圖》。中國解剖學的發展歷史悠久，與中醫息息相關。《歐希范五臟圖》是中國最早的解剖著作。宋仁宗慶歷年間（1041—1048），廣西官府處置歐希范等五人死刑，并解剖五臟繪制成圖。由宜州官員吳簡和醫師共同解剖研究，再由畫工宋景繪制成圖，這就是后來大家看到的《歐希范五臟圖》，其在沈括著作《夢溪筆談》中有所記載，但現在已經遺失。《歐希范五臟圖》不僅意味著古人對生理解剖領域有一定的認識，而且在病理解剖領域也有進一步研究。

宋徽宗崇寧年間（1102—1106）繪制的《存真圖》，是中國人體解剖圖譜中非常重要的作品，屬于臟象著作，其研究內容比《歐希范五臟圖》更加深入。北宋統治者下令將死囚的尸體進行解剖并繪制成圖，由楊介進行校正，訂制成書。該書又名為《存真環中圖》，“存真”古代指臟腑，“環中”為經絡。該書用線的方式描繪了從咽喉到胸部的解剖圖解，而且詮釋了人體的精血和經絡系統，該書包括“肺側圖”“心氣圖”“氣海橫膜圖”“脾胃包系圖”“二分水闌門圖”“命門、大小腸膀胱之系圖”等多幅圖片。作者觀察細致，刻畫栩栩如生，惟妙惟肖，是我國較早進行的人體解剖研究。該書推進了宋代人體解剖學的發展，是一本珍貴的醫學書。

中國的解剖理論著作不同于西方解剖理論，更注重“天人合一”的思想。該著作比安德烈·維薩里（Andreas Vesalius）所著的《人體構造》早400多年，奠定了醫療解剖學的基礎。編撰《歐希范五臟圖》共解剖了50多具尸體，對尸體的喉部、腹部都有較深入的研究。北宋經濟文化發展繁榮，是中國封建社會發展的巔峰，因此，北宋時期的科學技術也發展迅速。

3??? 結語

在醫學科學演變發展的歷史長河中，中西方醫療工具設計是設計、醫學、技術三者關系的代表性案例，文章通過整理和分析，試圖找到三者關系的內涵和意義。醫療產品設計通過精準的醫學科學和技術，能夠設計出高效率和高性能的產品。該產品服務于人類，能夠緩解人類的痛苦，提高人類生活質量，具有重要的社會價值。同時，設計、醫學、技術之間具有辯證關系，它們相輔相成，不可分割。但在某些設計中，錯誤地使用技術，也會產生一些不良的醫療后果，造成設計倫理方面的問題出現。這些現象需要業內專家學者對其進行深入分析和總結，探索其規律，并提出相應的設計政策，使設計師在設計時具有警醒意識。

參考文獻：

[1][美]羅伊·波特.劍橋醫學史[M].長春：吉林人民出版社，2000：110.

[2]秦惠基.醫學創新由來[M].北京：人民軍醫出版社，2006：75.

[3]王豫，樊瑜波.醫療機器人[M].北京：機械工業出版社，2019：137-147.

[4]馬伯英.中國醫學文化史（上卷）[M].上海：上海人民出版社，2010：191.

[5][英]瑪麗·道布森.疾病圖文史[M].北京：金城出版社，2016：290.