1
| 本文作者： 張馳 | 2016-12-21 09:40 |
四年多前的2012年1月，高通基金會與XPRIZE基金會公布了總獎金為1000萬美元的三錄儀XPRIZE挑戰(zhàn)賽 (Tricorder XPRIZE)，以獎勵能開發(fā)出真正屬于21世紀的三錄儀的團隊。如今，決賽名單已經(jīng)減少到了兩個團隊：Final Frontier Medical Devices (FFMD)和Dynamical Biomarkers (DB)。
三錄儀是源自科幻美劇《星際迷航》的醫(yī)療設(shè)備，隨著1966年劇集首次播出而被認知。根據(jù)官方手冊的說法，它是一款手持“傳感、計算和數(shù)據(jù)通信設(shè)備”，可以掃描人體，用非侵入性的方式檢測健康問題。不過劇情的設(shè)定背景是在23世紀。
DB的三錄儀
剩下的兩支團隊中，DB來自臺灣國立中央大學，其中包括了臨床醫(yī)生、科學家和工程師。他們開發(fā)的系統(tǒng)有三個模塊：智能生命感應(yīng)檢測器，血-尿測試工具和智能范圍模塊。這些模塊可以進行生理信號分析，圖像處理和生物標記物檢測。設(shè)備會連接到手機，通過應(yīng)用來指導進行特定的測試，從而進行疾病診斷。
DxtER三錄儀
FFMD發(fā)明的產(chǎn)品叫DxtER，其核心是一個人工智能引擎，它結(jié)合了臨床急診醫(yī)學經(jīng)驗和患者的實際數(shù)據(jù)分析，可以學會做出診斷。DxtER包括一組非侵入性傳感器，可以收集生命體征、身體化學和生物功能等數(shù)據(jù)。診斷引擎綜合數(shù)據(jù)后即可做出評估。
接下來他們將進行用戶測試，然后在2017年初決出勝負。最終決賽會從四個方面進行評估：
每個團隊對20-39名用戶進行診斷測試；
生命體征測試；
用戶體驗評估；
充分的高頻數(shù)據(jù)錄入。
三錄儀XPRIZE挑戰(zhàn)賽時間表
挑戰(zhàn)賽規(guī)定，每個團隊的設(shè)備要能連續(xù)測量五種生命體征：血壓、心率、體溫、呼吸頻率和血氧濃度；并檢測10種指定的核心疾病或健康狀況，其中包括：貧血、心房顫動、慢性阻塞性肺病、糖尿病、白細胞增多、肺炎、中耳炎、睡眠呼吸暫停和尿路感染等。
此外，設(shè)備還要從多種健康狀況中額外檢測出其中三種，包括：鏈球菌性咽喉炎，HIV篩選，高血壓，黑素瘤和帶狀皰疹。而且診斷要在數(shù)分鐘內(nèi)做出。
星際迷航中的三錄儀
獲勝者會獲得600萬美元獎金，第二名是200萬美元，而在生命體征測試中分數(shù)最高的團隊還會獲得額外的100萬美元。
除了在功能上要達到精確外，挑戰(zhàn)賽還有兩個嚴格要求：
一是三錄儀的使用者定位為不具備醫(yī)療背景的消費者，所以系統(tǒng)從硬件到交互上的設(shè)計，都必須簡單易上手；
一是系統(tǒng)總重量不得超過5磅(約2.3公斤)。
或許是由于挑戰(zhàn)難度太大，去年12月的時候，XPRIZE宣布挑戰(zhàn)賽期限延長到2017年初，以給決賽團隊更多的時間來調(diào)整設(shè)備。
從最初312支團隊注冊，到選出29支參與競賽的團隊，再到現(xiàn)在僅剩的2個決賽隊伍，挑戰(zhàn)的難度可想而知。
但三錄儀挑戰(zhàn)賽是一個有趣的比賽，它融合了工程，以消費者為中心的設(shè)計和技術(shù)挑戰(zhàn)，開發(fā)多功能且準確收集健康數(shù)據(jù)的設(shè)備本身就是一件很難的事。這種設(shè)備在發(fā)展中國家特別有用，因為那里缺乏訓練有毒的衛(wèi)生專業(yè)人員。
一款出局的原型設(shè)備
去年3月，雷鋒網(wǎng)報道過其中一個參賽團隊Cloud DX，當時其三錄儀原型出現(xiàn)在了西南偏南音樂會的現(xiàn)場。不過現(xiàn)在看來，它已經(jīng)出局。
Cloud DX的三錄儀樣機由四個部分組成的：
連著耳機的電子項圈：它們連在一起幾乎可以無間斷地監(jiān)測生命體征，測量內(nèi)容包括血壓、呼吸頻率、心電圖、脈搏、血氧飽和度以及中心體溫。
底座：大小與一個咖啡杯差不多，其上可以放置智能手機或者平板作為顯示屏。通過回答一系列問題，智能手機或者平板電腦可以判斷患者需要進行哪些測試，并會將數(shù)據(jù)備份至云端進行分析。
通用診斷棒：可以進行類似于糖尿病，肺炎，肺結(jié)核等疾病的實驗室測試。它附帶的小針頭從患者的指尖取得一滴血液，然后將其吸入測試條中（其原理與家用驗孕棒將尿液吸入試紙條中類似）。用戶將診斷筆插入底座中，測試結(jié)果就會被記錄。
多功能掃描筆：這個口紅大小的設(shè)備擁有一個攝像頭，只要掃過皮膚上方就可以檢測皮膚損傷。此外它還可以代替耳鏡放大耳鼓內(nèi)部的面貌，用于耳部檢查。它還可以當作肺活量計使用。
雖然目前已經(jīng)有一些設(shè)備可以進行輔助診斷，但要將諸多功能集合在一起，還要做到便攜，實在是一個困難的挑戰(zhàn)。
XPRIZE挑戰(zhàn)賽的種類繁多，涉及到登月、醫(yī)療健康、海洋環(huán)境、人工智能等多個領(lǐng)域。比如，Google贊助的探月大獎賽，要將私人無人飛船送往太空；IBM贊助的Watson AI XPRIZE，用來展示如何通過人工智能技術(shù)來解決健康、氣候變化、交通運輸、教育以及人權(quán)等重大問題。關(guān)于醫(yī)療類的項目也不少，除了三錄儀挑戰(zhàn)賽，還有專注傳感器與基因組測序的賽事。
2012年，XPRIZE基金會和諾基亞聯(lián)合組織了Nokia Sensing XChallenge（諾基亞傳感器創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽），通過現(xiàn)金獎勵鼓勵新一代傳感器技術(shù)的開發(fā)，它們將用于解決醫(yī)療健康問題，并幫助人們監(jiān)測自己的身體。
雷鋒網(wǎng)在曾報道過其中的參賽團隊，里面包括了可用于提供糖尿病視網(wǎng)膜病變早期診斷的手機工具，幫助監(jiān)測患者慢性心力衰竭的傳感器，可以用于監(jiān)測睡眠呼吸暫停的傳感器。
首次推出是在2012年，并在隨后的兩年各有一次比賽。聽起來它和三錄儀比賽有點類似，其實最初的想法也是在未來兩年舉辦兩次，預選一些有前途的技術(shù)，并最終與三錄儀大賽合并。但競賽啟動后，很多參賽團隊決定進一步改善技術(shù)，而不只是為了三錄儀，而且這也能開發(fā)出一些更有用的技術(shù)。2014年，XChallenge選出了最終的贏家。
Archon挑戰(zhàn)賽是第二個比賽項目，在2006年10月公布。當時的目標是降低人類基因組測序的成本，提高速度，最終實現(xiàn)精準醫(yī)療 (當時還沒有這個詞)。獎金也是1000萬美元，會獎勵給第一個發(fā)明滿足下面條件設(shè)備的團隊：
10天內(nèi)為100個人進行基因組測序；
每10萬個堿基測序中少于一個錯誤；
測序要精準覆蓋至少98%的基因組；
每個基因組的重復成本不超過1000美元。
不過挑戰(zhàn)賽也有目標設(shè)立過低的情況出現(xiàn)。當時預計比賽競爭會比較激烈，每年會有兩次比賽，讓所有團隊競爭測試。但后來改成在2013年9月到19月進行一次性比賽。再后來，挑戰(zhàn)賽在2013年8月被取消。
理由是，科技進步速度太快。2006年首次公布這一獎項的時候，需要1億美元和33年的時間，才能完成競賽規(guī)定的任務(wù)。而幾年后，已有公司能做到每個基因組測序成本在5000美元內(nèi)，時間也僅為數(shù)天，而且進展速度極快，很快就能達到當初設(shè)立的目標。這種趨勢下面的圖看得很清楚。
除了上面的項目，XPRIZE基金會還會陸續(xù)發(fā)起其它挑戰(zhàn)賽。比如，它已經(jīng)在與比爾和梅林達?蓋茨基金會合作，鼓勵開發(fā)能更好診斷肺結(jié)核的工具。
每一項XPRIZE挑戰(zhàn)賽都會吸引廣泛的興趣，而它們也確實在不斷拓展我們對未來的想像。它們也代表了兩種追求：酷與實用。
不過這些產(chǎn)品在從科幻走向?qū)嵱玫倪^程中，仍有許多現(xiàn)實因素要考慮。比如三錄儀設(shè)備，這些科幻小工具以及其類似產(chǎn)品被會FDA或CFDA批準嗎？數(shù)據(jù)是可靠的嗎？消費者帶來這些產(chǎn)品的結(jié)果給醫(yī)生，醫(yī)生會相信這信息嗎？
很多發(fā)明研究都是全新，而且領(lǐng)先業(yè)界，而很多監(jiān)管機構(gòu)甚至還沒有制定相關(guān)的法律法規(guī)。不過，我們 期待它們真能變成現(xiàn)實。
推薦閱讀：
IROS 2016 | 為什么國外如此熱衷機器人挑戰(zhàn)賽？
讓AI影響人類？XPRIZE聯(lián)手IBM打造2020年AI挑戰(zhàn)賽
雙十一，我們在常熟看中國智能車挑戰(zhàn)賽 | IVFC 2016
雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。
