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TED演讲 | 私人定制,将医生搬回家

2017/03/28 来源:生物探索
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导读
我们经历了漫长的学习过程。 这个反复的过程—— 每当突破一个问题, 并不感到满足, 而是接着提出下一个问题, 这帮助我们遵循这样一条道路, 就是不仅为了科技创新, 而且为了造福真正需要他们的人。

本文转载自药明康德,微信公众号(ID:WuXiAppTecChina)。


我们经历了漫长的学习过程。 这个反复的过程—— 每当突破一个问题, 并不感到满足, 而是接着提出下一个问题, 这帮助我们遵循这样一条道路, 就是不仅为了科技创新, 而且为了造福真正需要他们的人。

This iterative process of breaking through and attacking one problem and not feeling totally comfortable, and identifying the next problem, has helped us go along this path of actually trying to not only innovate with this technology but make sure it can be used for people who perhaps need it the most.

演讲实录:

留院观察?还是回家?一个艰难的选择

这是简。 她属于高风险怀孕人群。 在长达24周的时间里, 她都要躺在医院的病床上, 时刻被监视,以免发生早产。

她看起来并不开心。 一部分是因为她需要携带这些笨重的检测带, 以便技术人员与专家监测她子宫的收缩情况。 简不高兴的另一个原因是她很担心。 具体来说,她担心的是在医院病床上躺了十天之后的情况。 她回家的话会发生什么呢? 如果选择提前生产, 结果将是难以承受的。 作为一个非裔美国妇女, 出现早产或是死胎的几率是一般人的两倍。

所以简基本只能二选一: 继续呆在医院的病床上, 囚禁在医院中, 直到她生产为止, 并用余生去偿还账单; 或是在10天后选择回家,祈求天助。 这两种选择听起来都不怎么样。

当我听说这些故事, 尝试去思考它们, 我就开始质问自己: 难道没有第三种选择吗? 有没有一种办法让人们既能从医院中值得信任的人手上,拿到高可信度的监测结果, 又能在家中正常生活呢?

可穿戴性设备,神奇的生物传感器

带着这种想法, 我鼓励我研发团队中的成员去与一些聪明的材料学家合作, 我们聚在一起,集思广益。很长一段时间过去之后, 我们提出了一种设想, 一个点子, 那就是一种便携式设备, 就像佩戴珠宝或是贴块儿膏药一样容易操作。 在经过许多次失败的尝试和多年的努力之后, 我们终于做出了这款柔性电子贴膜。 它的制作过程与生产电脑芯片的过程大同小异, 除了电子元件从半导体晶片转移到了能与人类皮肤相贴合的柔性材料上。


便携式设备装置(图片来源:圣地亚哥医学院官网)

这套产品的厚度只相当于人类的头发直径。 它们能检测我们需要的信息, 比如: 人体的运动, 体温, 人体电信号节律, 等等其他信息。

我们还可以改造这套系统, 使它们可以整合能源,或者拥有无线电传输功能。 因此,当我们开始创建这套系统, 我们就把自身当作实验对象。 另外,我们也联系了在圣地亚哥诊所, 在不同的病患身上依据不同临床状况做测试,也包括一些像简一样即将作母亲的人。

测试进行时

这是一位正在我们大学医院,使用传统腰带法来检测子宫收缩情况的孕妇。 同时, 她也使用了我们的柔性电子贴片。 这张图演示了胎儿心率的波形图。 其中,红色对应传统腰带的采集结果, 蓝色对应我们用柔性电子检测贴片,以及我们的算法做出的预估值。


测试结果(图片来源:TED)

这个结果, 给予了我们莫大的精神鼓舞。 我们所梦想的这一切,已经开始取得初步成果, 我们也能在真正的临床背景下目睹进展。

效率!准确度!小装置内置入胶布

但仍然存在一个问题。 我们的这种装置的能效不足, 产率低下, 而且出错率高。 另外, 当我们与医院中的护士们交流时, 她们希望我们能确保医院里常用的医用胶布,也能作为我们系统的载体。

我们茅塞顿开,回答道:“等一下, 与其只是让系统和胶布绑定, 不如干脆把这个小装置内置在胶布上,这也会同时解决批量生产上的问题。”

你们现在看到的这张图, 展现了我们通过简单晶片表层剥离技术, 使将检测系统整合入透明胶带中的能力。 我们实验小组的持续研究还让我们能够将集成电路做进柔性胶带中, 实现信号放大,数字化, 加工处理, 以及无线电传输的编码工作。 这一切都被整合进入这同一款医用胶布当中。

数据流量!服务价格!隐私问题!实用性挑战

当我们达到这个目标时, 我们又面临了来自工程, 来自实用领域的新挑战, 我们需要确保它简单易用。在许多数字化健康领域中, 人们坚信一个观点, 那就是我们可以将数据轻松数字化, 将其无线传输,发送到云端, 并在云端当中提取有价值的信息进行分析。 确实,这些都能实现, 前提是系统不存在能耗问题。 想一下简。 她并不居住在帕洛阿尔托, 也不住在贝弗利山庄。 这意味着什么呢? 我们必须充分考虑她的数据流量, 发出持续的信号流是否会导致高昂的开销。

还有另一个挑战, 这并不是每一个医疗领域从业者都愿提及的。 那就是,简对待医疗机构没有充分的信任。 她,还有和她一样的人们, 他们的前辈们都曾经对医生,医院,或是保险公司留下过不好的印象。 这表明我们必须注意个人隐私的问题。 简可能会为数据全部传送至云端而感到担忧。 通过读新闻,简是不会轻易被骗的。 她知道如果联邦政府系统都可以被黑, 如果“财富”500强企业 都可以被黑, 她医生的系统也可能被黑。

小型和智能!保护隐私和降低价格

想到这一点, 我们不由得灵机一动: 既然不能做到比世界上所有的黑客都更加聪明, 不如我们把自己变小, 淡出他们的目标。 如果说我们可以将原本在云端当中进行的数据算法过程,转移到一个内嵌于贴片的小型集成电路当中呢?

这样我们就能做到彻底的整合, 借此来想像一下未来, 像简一样的人们 可以过着正常人的生活, 同时被监控着, 她也不需要找第二份工作来支付数据流量, 我们也能缓解她的部分疑虑和担忧。

基于这种情况, 我们对自己的表现很满意。 我们做到了, 我们成功解决了关于个人隐私的问题, 我们觉得这件事基本告一段落了。 所有人从此过上幸福的生活, 是这样吗? 不,还没这么快。

就像我之前提到的, 还有一件我们需要记住的事情, 那就是简对于医疗机构没有充分的信任。 我们必须要意识到健康服务的两极分化在不断扩大, 在适当护理管理方面仍存在不公平的现象。 也就是说, 简和她的数据的简单构图—— 当她已经能舒适的将数据传送至云端, 在必要时才让医生来干预—— 这还并非故事的全部。

改善患者体验,医院、医保和技术共同联动

所以我们下一步的目标, 是去思考如何让值得被信任的机构成为像简这样的病患和医生之间的中间人。举个例子, 我们已经开始和教会合作, 我们考虑那些是教会成员的护士们, 她们是被信赖的群体, 让她们成为像简 一样的人们的健康私教。

随之而来的还有一件事, 许多保险公司也陆续的开始关注我们的这些想法。 他们逐渐意识到可能花费一点儿钱去支付便携式设备和健康教练, 要比之后因孩子早产,而要常住新生儿ICU, 医院中最贵的部门之一, 从而产生的大比花销要稍微好点儿。

我们经历了漫长的学习过程。 这个反复的过程—— 每当突破一个问题, 并不感到满足, 而是接着提出下一个问题, 这帮助我们遵循这样一条道路, 就是不仅为了科技创新, 而且为了造福真正需要他们的人。

我们学会的另一件事, 一件非常谦卑的事, 是伴随着科技的迅速发展, 我们必须铭记使用这些科技的是人类, 我们必须铭记 这些人—— 他们有血有肉, 他们有自己的名字, 他们有自己的生活。


本期讲者Coleman教授目前是加州大学圣地亚哥分校的生物工程系的教授,致力于利用信息学理论、神经科学、机器学习和生物电子技术来了解和控制生物体和机器间的交互。目前的研究旨在开发多功能、可穿戴性健康监测生物电子材料,以应用于远程移动医疗。

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