未来医学数字医学的技术路线探讨（下篇）

　　刘子栋/文
　　数字化社会、智能化社会已经呈现＂山雨欲来风满楼＂的味道，数字医学也已悄无声息地渐行渐近。尽管她是被动性地＂随波逐流＂飘落在我们身边，还带着茫然不知所措的呆萌＂表情＂，甚至＂瞎子摸象＂的故事层出不穷。但归根到底，医学的数字化还是势不可挡的，终有一天，成为医学的主流。仔细揣摩数字医学前期的探索经验，我们发现还是有规可循的，并且IT技术的进步，已经为进一步数字医学革命打下了坚实的基础。
　　医学走向数字化，或者说数字医学之路，有两种技术路线可循。一种是从事研究和开发IT技术的专业人士在研究如何把IT更深入地应用于医学领域，就是以技术寻找应用。这是一种传统的科技应用方式，几百年来的科学技术应用，大多数走了这条道路；另一种是从医学实践角度上寻求IT技术的支持，也就是从应用端反推IT技术开发。后一种方式类似于苹果公司乔布斯当年开发产品时的思路，从应用和体验上设计和开发产品。前一种是技术导向型的思路，后一种是应用导向型的策略。笔者作为医务工作者，客观上对IT理论和技术是外行，只能从应用端，结合几十年临床医学的经验教训，再通过学习和了解IT理论与技术发展的轨迹，并结合学习一些成功应用的模范案例，从中悟出一些可借鉴的技术路线，帮助我们来构思和设计医学的数字化路线。因此，笔者所谈及的数字医学技术路线，是一个医学工作者的视角下，理解和设计数字医学的技术路线的思维模式。
　　对IT专业人士来讲，谈起IT理论，高深莫测，我们医务工作者很难理解。实际上，在IT技术圈子里，很多理论和概念仍然存在着尖锐的争议，可谓百花争鸣的景象。笔者不敢陷入这些大咖、专家的争论漩涡中，完全从医学工作者对IT需求的思路去理解和学习，摈弃争议，聚焦应用，设计数字医学的技术路线，供医学专家和IT专家参考。
　　在数字医学所应用的IT技术中，首先是各种各样的传感器。我们知道现在监测各种参数的传感器正在微型化、精确化、通用化，可以通过这些传感器获得生物体各种各样的生物数字信息。比如温度、压力、微电压、血氧、心电、肌电、生物电阻抗等等一众传感器已经精密到不可思议的程度，可以把各种我们想要的信息精确地收集下来，并传输到数据中心。这如同人体分布于全身广泛组织中的各种神经末梢，通过这些神经末梢的＂感觉＂，把人体的各种信息收集、并通过神经网络向上传输。这些人体的神经末梢，就相当于当今IT技术的＂传感器＂。
　　其次，用在数字医学应用中另外一类IT技术，就是网络技术，包括方兴未艾的物联网技术（IoT），它的技术进步和广泛应用，能够在众多医疗设施、甚至是其中的一些配件中，实现数据的上下行无缝对接，这就为计算机中心对医疗设备进行整体和分散监测与控制（实现上下行的‘监控’）提供了保障。就如同人体的神经网络系统，能够把来自人体无处不在的神经末梢（传感器）上传下达。这些＂神经网络＂包括有线网络和无线网络，尤其是应用越来越广泛的WIFI网和神乎其神的5G。
　　再次，那就是IT技术中脍炙人口的云技术。其实云技术是一组复杂而又系统的IT技术概念，它们的确切含义和应用形式，就连IT业内的专家也还众说纷纭。然而，笔者作为IT的外行，以初生牛犊不怕虎的心态，斗胆把这些高深莫测的复杂问题简单化地理解为：云计算、雾计算、边缘计算。云计算简单地说就是虚拟技术，就是虚拟出一台并不存在或者说看不见摸不着的高性能计算机，甚至是一台计算能力庞大的超级计算机。如果这样说描述还不能够清楚，可以换一种说法，那就是通过云计算能够向用户提供的不再是复杂细节和结构上的物理计算机，而是用软件整合各种资源，向用户提供统一的使用接口。这就有点像用电——用户只要一个电源接口，购买用电费用，不需用户自己去发电、变电和建设电网，插到插座上就可以从电网上用电。雾计算是云计算与用户间的一个数据中心，相比遥远的云来讲，雾更接近地面。同样的道理，雾计算就是更靠近用户的一个数据处理中心，进行本地化数据处理、把一部分数据向云计算传输。而边缘计算是指各个站点的计算，与雾计算有相似之处，但雾计算核心是决定数据的传输方向；而边缘计算中各个智能数据终端本身就是提供计算能力的一部分。更加形象地描述，那就是云技术相当于人体的大脑神经中枢，而雾计算有点像脊髓的低级神经中枢，那边缘计算应该就是遍及全身的神经节了。
　　上述三级的IT技术物理单元，构成了整个信息网络的闭环，是医学数字化的基本构件，相当于人体神经网络系统的闭环：神经末梢、外周神经和神经干、神经节、脊髓中枢、大脑中枢。在人体，正是有了这些神经网络闭环系统，才具备了人体自主和非自主的控制系统，就是所谓的交感神经与非交感神经。
　　但运算的单元是非物质的，或者说是＂软＂的，就是所谓的软件，尤其是当今被全世界炒作的如火如荼的＂人工智能＂。深入地看人工智能又可进一步分层三个层级：人工智能、机器学习和深度学习。然而，＂人工智能＂在当前还不可能具备人类所具有的＂智慧＂，还不能像人体的大脑通过自主和非自主神经网络，控制着人体各个系统、组织、细胞以及微细结构。但是，医学的数字化，在某种程度上，在逐渐地进行数据收集与分析，通过软件进一步深度开发，再结合人工智能和机器学习及深度学习，最终实现对IT整个闭环网络的自动或非自动控制，笔者认为是可行的。
　　从人体的神经网络系统的构成和工作原理，可以倒推数字医学的技术路线，就是笔者对上述医学数字化技术路线的一种浅薄的认识。当然这还是不全面的，甚至是片面的，仅仅提出来这样一种观点，供专家们批评指正。
　　笔者还想强调的一点就是，当前的IT技术正日新月异地蓬勃发展，新理论、新概念、新技术、新应用交相呼应，雨后春笋，像区块链、数字孪生等技术已经开始应用于医学，就连二次元、元世界这些虚拟世界的小众技术，也开始向医学领域渗透，并且，基于扩展现实技术提供的沉浸式体验，基于数字孪生技术生成的现实世界的镜像，基于区块链技术搭建的经济体系和病人数字身份，已经开始将虚拟世界与现实世界进行跨界融合。甚至于，一些省市，比如浙江、黑龙江、上海、济南、合肥等地都已明确将医疗划入元宇宙发展生态范畴。可以想象，IT技术这种无孔不入及无时不在的渗透力，最终将把医院的院墙彻底推倒，让旧的医疗模式摧枯拉朽般被电商式模式相似的数字医学模式取代，形成完全超乎现实想象力的新医疗模式。是天方夜谭吗？不是，笔者团队正在从事人工智能支撑下的家庭血液透析整体解决方案的研发，在不久的将来，肾衰竭尿毒症患者随时随地进行人工智能呵护下的血液透析的场景，已经是＂隔花人远天涯近＂。该治疗模式的最大优越性是在不增加医疗成本的情况下让医疗服务的可用性和质量方面实现大的突破，透析病人的生命可以延长二到三倍，生活质量大幅度提高。
　　在传感器、网络技术、计算力等飞跃发展的今天，医学领域通过进一步的信息化建设、更多数据的采集（非接触式、接触式和植入式医学数据的获取）、无缝隙的网络上下行传输以及计算力、人工智能的显著进步，将为财务平面、社会层面和专业领域带来翻天覆地的革命性进步，数字医学，未来可期。