TED演講｜私人定製，將醫生搬回家

本文轉載自葯明康德，微信公眾號（ID：WuXiAppTecChina）。

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.

演講實錄：

留院觀察？還是回家？一個艱難的選擇

這是簡。 她屬於高風險懷孕人群。 在長達24周的時間裡， 她都要躺在醫院的病床上， 時刻被監視，以免發生早產。

她看起來並不開心。 一部分是因為她需要攜帶這些笨重的檢測帶， 以便技術人員與專家監測她子宮的收縮情況。 簡不高興的另一個原因是她很擔心。 具體來說，她擔心的是在醫院病床上躺了十天之後的情況。 她回家的話會發生什麼呢？ 如果選擇提前生產， 結果將是難以承受的。 作為一個非裔美國婦女， 出現早產或是死胎的幾率是一般人的兩倍。

所以簡基本只能二選一： 繼續呆在醫院的病床上， 囚禁在醫院中， 直到她生產為止， 並用餘生去償還賬單； 或是在10天後選擇回家，祈求天助。 這兩種選擇聽起來都不怎麼樣。

當我聽說這些故事， 嘗試去思考它們， 我就開始質問自己： 難道沒有第三種選擇嗎？ 有沒有一種辦法讓人們既能從醫院中值得信任的人手上，拿到高可信度的監測結果， 又能在家中正常生活呢？

可穿戴性設備，神奇的生物感測器

帶著這種想法， 我鼓勵我研發團隊中的成員去與一些聰明的材料學家合作， 我們聚在一起，集思廣益。很長一段時間過去之後， 我們提出了一種設想， 一個點子， 那就是一種攜帶型設備， 就像佩戴珠寶或是貼塊兒膏藥一樣容易操作。 在經過許多次失敗的嘗試和多年的努力之後， 我們終於做出了這款柔性電子貼膜。 它的製作過程與生產電腦晶元的過程大同小異， 除了電子元件從半導體晶片轉移到了能與人類皮膚相貼合的柔性材料上。

攜帶型設備裝置（圖片來源：聖地亞哥醫學院官網）

這套產品的厚度只相當於人類的頭髮直徑。 它們能檢測我們需要的信息， 比如： 人體的運動， 體溫， 人體電信號節律， 等等其他信息。

我們還可以改造這套系統， 使它們可以整合能源，或者擁有無線電傳輸功能。 因此，當我們開始創建這套系統， 我們就把自身當作實驗對象。 另外，我們也聯繫了在聖地亞哥診所， 在不同的病患身上依據不同臨床狀況做測試，也包括一些像簡一樣即將作母親的人。

測試進行時

這是一位正在我們大學醫院，使用傳統腰帶法來檢測子宮收縮情況的孕婦。 同時， 她也使用了我們的柔性電子貼片。 這張圖演示了胎兒心率的波形圖。 其中，紅色對應傳統腰帶的採集結果， 藍色對應我們用柔性電子檢測貼片，以及我們的演算法做出的預估值。

測試結果（圖片來源：TED）

這個結果， 給予了我們莫大的精神鼓舞。 我們所夢想的這一切，已經開始取得初步成果， 我們也能在真正的臨床背景下目睹進展。

效率！準確度！小裝置內置入膠布

但仍然存在一個問題。 我們的這種裝置的能效不足， 產率低下， 而且出錯率高。 另外， 當我們與醫院中的護士們交流時， 她們希望我們能確保醫院裡常用的醫用膠布，也能作為我們系統的載體。

我們茅塞頓開，回答道：「等一下， 與其只是讓系統和膠布綁定， 不如乾脆把這個小裝置內置在膠布上，這也會同時解決批量生產上的問題。」

你們現在看到的這張圖， 展現了我們通過簡單晶片表層剝離技術， 使將檢測系統整合入透明膠帶中的能力。 我們實驗小組的持續研究還讓我們能夠將集成電路做進柔性膠帶中， 實現信號放大，數字化， 加工處理， 以及無線電傳輸的編碼工作。 這一切都被整合進入這同一款醫用膠布當中。

數據流量！服務價格！隱私問題！實用性挑戰

當我們達到這個目標時， 我們又面臨了來自工程， 來自實用領域的新挑戰， 我們需要確保它簡單易用。在許多數字化健康領域中， 人們堅信一個觀點， 那就是我們可以將數據輕鬆數字化， 將其無線傳輸，發送到雲端， 並在雲端當中提取有價值的信息進行分析。 確實，這些都能實現， 前提是系統不存在能耗問題。 想一下簡。 她並不居住在帕洛阿爾托， 也不住在貝弗利山莊。 這意味著什麼呢？ 我們必須充分考慮她的數據流量， 發出持續的信號流是否會導致高昂的開銷。

還有另一個挑戰， 這並不是每一個醫療領域從業者都願提及的。 那就是，簡對待醫療機構沒有充分的信任。 她，還有和她一樣的人們， 他們的前輩們都曾經對醫生，醫院，或是保險公司留下過不好的印象。 這表明我們必須注意個人隱私的問題。 簡可能會為數據全部傳送至雲端而感到擔憂。 通過讀新聞，簡是不會輕易被騙的。 她知道如果聯邦政府系統都可以被黑， 如果「財富」500強企業 都可以被黑， 她醫生的系統也可能被黑。

小型和智能！保護隱私和降低價格

想到這一點， 我們不由得靈機一動： 既然不能做到比世界上所有的黑客都更加聰明， 不如我們把自己變小， 淡出他們的目標。 如果說我們可以將原本在雲端當中進行的數據演算法過程，轉移到一個內嵌於貼片的小型集成電路當中呢？

這樣我們就能做到徹底的整合， 藉此來想像一下未來， 像簡一樣的人們 可以過著正常人的生活， 同時被監控著， 她也不需要找第二份工作來支付數據流量， 我們也能緩解她的部分疑慮和擔憂。

基於這種情況， 我們對自己的表現很滿意。 我們做到了， 我們成功解決了關於個人隱私的問題， 我們覺得這件事基本告一段落了。 所有人從此過上幸福的生活， 是這樣嗎？ 不，還沒這麼快。

就像我之前提到的， 還有一件我們需要記住的事情， 那就是簡對於醫療機構沒有充分的信任。 我們必須要意識到健康服務的兩極分化在不斷擴大， 在適當護理管理方面仍存在不公平的現象。 也就是說， 簡和她的數據的簡單構圖—— 當她已經能舒適的將數據傳送至雲端, 在必要時才讓醫生來干預—— 這還並非故事的全部。

改善患者體驗，醫院、醫保和技術共同聯動

所以我們下一步的目標， 是去思考如何讓值得被信任的機構成為像簡這樣的病患和醫生之間的中間人。舉個例子， 我們已經開始和教會合作， 我們考慮那些是教會成員的護士們, 她們是被信賴的群體， 讓她們成為像簡 一樣的人們的健康私教。

隨之而來的還有一件事， 許多保險公司也陸續的開始關注我們的這些想法。 他們逐漸意識到可能花費一點兒錢去支付攜帶型設備和健康教練， 要比之後因孩子早產，而要常住新生兒ICU， 醫院中最貴的部門之一， 從而產生的大比花銷要稍微好點兒。

我們經歷了漫長的學習過程。 這個反覆的過程—— 每當突破一個問題， 並不感到滿足， 而是接著提出下一個問題， 這幫助我們遵循這樣一條道路， 就是不僅為了科技創新， 而且為了造福真正需要他們的人。

我們學會的另一件事， 一件非常謙卑的事， 是伴隨著科技的迅速發展， 我們必須銘記使用這些科技的是人類， 我們必須銘記 這些人—— 他們有血有肉， 他們有自己的名字， 他們有自己的生活。

本期講者Coleman教授目前是加州大學聖地亞哥分校的生物工程系的教授，致力於利用信息學理論、神經科學、機器學習和生物電子技術來了解和控制生物體和機器間的交互。目前的研究旨在開發多功能、可穿戴性健康監測生物電子材料，以應用於遠程移動醫療。