人体也有_谷歌地球__可视化三维电子病历_于琨瑛

  “你看,X光片显示没有任何骨折。”医生告诉我。于是我只好点头同意,尽管我对这幅黑白照片的理解实际上非常有限。这张X光片拍摄的对象是我在垒球比赛中受伤后严重肿胀的右手手腕。那位医生一边敲打着夹板,一边向我解释说,很明显我手腕中某些带着一串儿拉丁文名字的地方受了伤,但不必担心,几周后这些地方就会痊愈。
  虽然对诊断结果可能于事无补,但在那一刻,我真希望能清楚看到手腕上的那些骨骼、韧带、肌肉和血管的真实形状,让我明白到底是哪儿出了问题,同时在一旁有医学术语作为解释。此外,我还热切希望在手术治疗之前,有一种方法能让我知道身体中哪些部位将会受到影响。
  不过,这些看似离奇的想法也许很快就能变成现实。
  2007年9月,在位于苏黎世的IBM公司研发中心内,由安德烈·埃尔斯夫(Andre Elisseeff)领衔的一支研究团队展示了一种人体三维图像电子病历系统,该系统可以使医生以人体三维图像的形式浏览患者的电子病历(electronic health record,eHR)。该系统称为解剖及符号映射引擎(Anatomic and Symbolic Mapper Engine),它可以使患者电子病历呈现为三维人体图像。当医生用鼠标点击图像中的某一具体部位时,就会自动触发电子病历中相关信息的检索。随后,与图像部位有关的患者信息将依次显示,包括文本输入数据、实验室化验结果、核磁共振图片等。医生还可以将图像放大从而获得更有针对性的信息,或改变时间等参数以缩小检索范围。
  埃尔斯夫解释说:“系统模型中的三维坐标是根据解剖学概念设计的,作为电子病历的索引。这意味着你只要点击相应的解剖部位,就能得到需要的信息。它既是一种三维导航系统,也是一种三维索引工具。”
  该映射引擎并非只是一种成像系统。除了与患者的电子病历关联外,这些图像还链接了30万个国际标准系统医学术语(Sys-tematized Nomenclature of Medicine,SNOMED)。“对于医生而言,不可能记住所有这些术语;医生们面对这些术语时,感觉就像患者面对一般的医学术语那样困难。”
  埃尔斯夫还说:“SNOMED同时也是一个知识数据库。在此基础上,我们才能将医学信息输入映射引擎,才能让电脑懂得手指是手的一部分,流感与发热症状之间有关系。图像和电子病历之间的关联即建立在数字化医疗知识的基础之上。这是我们的核心工作。我们所看到的是三维模型的应用,但其中的最大挑战在于建立与临床医学相关的联系。”
  “你可以把它想象成人体的‘谷歌地球’”,埃尔斯夫在对这一映射引擎进行解释时说:“我们将它视为一种途径,来处理日益复杂的医学计算机应用问题。”
电子病历
  上述复杂性的主要成因来自于全球各国政府推动电子病历的努力。
  美国总统乔治·布什在2004年国情咨文讲话中说:“通过电子病历的使用,我们能减少医疗事故,降低成本并提高医疗和护理水平”。在讲话中,他号召在全美范围推行电子病历。2004年4月,布什总统签署了一份执行决议,计划至2014年底完成此项工作。
  尽管按时完成此目标的可行性值得怀疑,但创建全美共享的自动化电子医疗病历的努力已在不断推进之中。
  除美国以外,英国、澳大利亚、加拿大、芬兰、德国和丹麦等国都在逐步实现用电子病历代替普通的纸质病历。英国卫生部的电子化方案称为“国家IT计划”,被认为是有史以来最大规模的民用IT计划。
  然而,电子病历的推行并非一帆风顺,一方面是由于存在技术层面的障碍(例如,在英国的国家IT计划中所面临的复杂编程和成本上升问题),另一方面还有来自医生和患者对电脑的抵制。许多医生抱怨说电子病历把他们变成了公司职员,患者们则认为医生看起来更热衷于敲击电脑键盘而不是聆听他们的病痛烦恼。
  电子病历的设计并非是用于记录医生和患者之间松散的对话信息,“大多数电子病历系统建立的前提是医生和患者能够像办公室工作人员那样输入有规律的管理信息,”埃尔斯夫说。这种设计方式使患者难以成为积极的参与者,而电脑作为第三方角色很突兀地介入到医患对话中。
  埃尔斯夫希望“通过专门为患者提供一种电脑窗口,使医生和患者之间的沟通得到改善。”他还相信如果将电脑从“障碍”的角色转变为“对话起点”,人们将会更容易接受电子病历这种形式。他认为,映射引擎所使用的图形方式可以在人们与医生之间对话发生障碍时――例如患者是一名儿童,或者讲外语――发挥作用。
映射引擎计划的来历
  映射引擎计划来自于IBM公司的研究团队与在IBM公司工作的医生谈论到电子病历的问题时迸发的创意。某位医生提到,当看到图像形式的医疗信息时,许多医生会更迅速地发现患者的问题。“既然时间通常被看作是数字化医疗设备接受程度的关键因素,”埃尔斯夫说,“于是我们就开始思考这个问题。”
  随后,埃尔斯夫的研究团队拜访了欧洲某家医院的一名妇科医生,这名医生向其展示了如何在电子表格中输入患者信息。然而,当医生准备接待下一名患者时,他不停地看患者纸质病历上的人体解剖草图,在上面他曾标注过一些信息,却几乎忽视了电脑屏幕上的内容。埃尔斯夫说,这次经历“使我们更加确信我们需要复制纸质病历的某些精髓,即一种关于人体解剖结构的随意而灵活的展示,包含快捷方式、书签等标注的浏览式导航系统。”
  埃尔斯夫和他的团队建立了一个最初的映射引擎原型并向使用过电子病历的医生展示,测试这样是否能增加电子病历的有用性和接受程度。反馈回来的积极评价和建议使他们决心将该原型开发为完整成熟的计划,目前这支团队包括12名研究人员和软件工程师。
  计划的主要目标是将电子病历系统从一种管理型的工作模式转变为医生习惯的工作方式。埃尔斯夫说:“我们努力按照医生的工作流程对系统进行调整。”从而使医生和患者通过电子病历系统进行的交流更加容易。

1IBM公司的研究人员正在开发可视化三维电子病历

  埃尔斯夫补充道:“如果它实际对患者的帮助大于对医生的帮助,我们将一点儿都不会感到奇怪。”
  研究团队正在就映射引擎设备的设计和使用问题与丹麦两家医院的医生紧密合作。研究人员相信,在不远的将来,患者就能先于医生做出诊断之前获得自己的医疗健康信息。这将进一步增强医生与患者之间对话的意义并改善治疗效果。

通过Google Earth 可以轻松游览世界各地, 左图为Google Earth 上看到的IBM 阿尔马登研究中心。而IBM

通过Google Earth 可以轻松游览世界各地, 左图为Google Earth 上看到的IBM 阿尔马登研究中心。而IBM开发的新软件就如同可以浏览人体世界的 Google Earth

三维图形是否真的有用?
  埃尔斯夫想要澄清的一个事实是,映射映像并非设计用来作为诊断支持工具。“我们所提供的只是信息,而不是判断。”尽管这看起来像是一种功能缺失,但它的确符合实际的设计定位。研究显示,在所有职业中,医生接受数字化设备的速度最慢。对于此类设备而言,许多医生会将其看作是对自己职业判断能力的损害和怀疑。
  虽然IBM公司的研究团队相信该映射引擎将改善医生与患者的对话,却有其他人表示怀疑:理查德·拜伦(Richard Baron)是费城的一名初级保健科医生,他拥有长期使用电子病历的经验。“我想某些对人体拓扑学或地理学感兴趣的人(如外科医生或放射影像学家)会发现其中的价值。但作为一名内科医生,我对规律性的数据、混合、匹配、合计等更感兴趣,而不是人体的可视化展示。”
  埃尔斯夫承认,并不是所有见过映射引擎的医生都会觉得它有用。他说映射引擎也能提供两维的图形信息,但大多数见过三维影像的患者将会需要它。
  另一个问题是,这一拥有巨大数据库链接的高科技人体展示可能会带来一个意想不到的后果,即人们会将医学视为一种精确的科学。凯瑟琳·蒙哥马利(Kathryn Montgomery)在她所写的《医生如何思考:临床判断与医疗实践》一书中提到,虽然医学毋庸置疑是一门科学,但“医学本身又并非是一种科学”,而是一种实践操作———“救治患者,预防疾病”。然而,蒙哥马利强调,随着科学知识和技术在医学中越来越多地应用,患者认为医学就是一门科学。这要追溯至1930年代,在公众心目中,将医学作为一门科学的认识深受当时流行的“医生电影”影响,正如在《乔迪医生》中说的那样:“现在是20世纪,我们应当能治好所有疾病。”
  现今大多数人认为,医学是一种因果科学,因此期望医生能够准确无误地诊断疾病并提出治愈的方法。蒙哥马利在书中写道:“尽管医生可能不会宣称医学是一门科学,但也极少有人说它不是。”埃尔斯夫并不认为,高清晰度的三维人体图像会加深人们对医学的误解从而使患者对医学抱有不切实际的期望。他说,这可能会起到相反的作用。以这种方式为人们提供的复杂而不确定的信息,“必定会让患者了解到,在许多时候,医学判断、诊断或治疗真的很复杂。”