根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的數(shù)據(jù)顯示，南非約有 80% 的人口患有潛伏性肺結(jié)核，僅在 2013 年就有 45萬例肺結(jié)核陽性患者。肺結(jié)核的致死率在去年超過了艾滋病，成為了世界上最致命的傳染病。
全球約有 37.5% 的肺結(jié)核患者未被確診，未被確診也就意味著沒有應(yīng)對的治療方案。可以說這是檢測環(huán)節(jié)，或者說治療環(huán)節(jié)上的缺陷。這些患者會不斷地感染新患者，從而導(dǎo)致疾病在人群中傳播的惡性循環(huán)。而確診這些患者將有助于推動肺結(jié)核治療方法的進步，這也是 IBM 之所以支持 WHO 結(jié)核病終止戰(zhàn)略的原因。 IBM 為 WHO 提供了數(shù)據(jù)驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以診斷、預(yù)測結(jié)核病，并最終遏制結(jié)核病的傳播。
在追蹤傳染病環(huán)節(jié)中最大的難題在于，疾病監(jiān)測信息報告管理系統(tǒng)是由不同的健康機構(gòu)監(jiān)管。而調(diào)查結(jié)果仍需要人工手動輸入到系統(tǒng)中，這就不可避免會出現(xiàn)遺漏、輸入錯誤等問題。另外，在南非國家，患有肺結(jié)核會被打上社會偏見的烙印，所以許多肺結(jié)核患者也不愿意提供相關(guān)信息。
研究員 Toby Kurien 手上拿的是一塊小型無線電肺結(jié)核追蹤器,
由 IBM 研究所非洲制造實驗室研發(fā)
在不久前才投入使用的約翰內(nèi)斯堡實驗室里， IBM 的研究人員正在嘗試解決數(shù)據(jù)驅(qū)動方法遇到的難題，想要設(shè)計一個更為有效的防控結(jié)核病策略。通過使用廉價的無線電標(biāo)簽，研究團隊計劃在約翰內(nèi)斯堡的特定區(qū)域內(nèi)投放數(shù)十個無線電標(biāo)簽，以匿名追蹤結(jié)核病的傳播路徑。
研究員 Toby Kurien 和 Darlington Shingirirai 同在 Braamfontein 總部的實驗室工作，他們嘗試著將無線電標(biāo)簽商用化，將其應(yīng)用于醫(yī)院、診所等場所，最終應(yīng)用于社區(qū)中。 Kurien 是當(dāng)?shù)氐闹圃鞓I(yè)內(nèi)一名十分出名的工程師，也加入了這款追蹤器研發(fā)過程。 Darlington 是一名生物信息學(xué)博士，在八個月前入職了 IBM 非洲研究所，他的加入對醫(yī)療健康的研究無異于錦上添花。
如何更有效地追蹤肺結(jié)核
一般來說，無線射頻追蹤器使用場所有限，只能在某一特定區(qū)域能工作，比如說商場。但是無線射頻追蹤器的收發(fā)距離有限，監(jiān)測員很難判斷在監(jiān)控范圍內(nèi)的是誰，剛剛又是誰進入了監(jiān)控范圍。所以在類似商場或其他特殊場所，無線射頻追蹤器的效果就要大打折扣了。
然而 Kurien 和 Shingirirai 的無線電標(biāo)簽就解決了追蹤器的收發(fā)距離問題。
Kurien 說：“我們的無線電標(biāo)簽間就可以互相通訊，所以當(dāng)兩個無線電標(biāo)簽互聯(lián)時，它們的交互記錄就會被記錄下來。”舉個例子，一個攜帶標(biāo)簽的患者可能會分別進入與另外十個攜帶標(biāo)簽患者的通訊范圍，兩兩標(biāo)簽間就會逐一通訊（八個人在公交車上，三個人在家里）。如果每位患者都攜帶有這一無線電標(biāo)簽的話，那么每兩兩標(biāo)簽間的通訊都會被逐一記錄下來。
三維數(shù)據(jù)可視化有助于研究員和衛(wèi)生組織確定“超級聯(lián)絡(luò)員”，
由此可設(shè)計一個有針對性的免疫接種策略
從無線電標(biāo)簽中收集來的數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)在一個三維動態(tài)監(jiān)測的顯示屏上，科學(xué)家和研究員們可以利用這些數(shù)據(jù)來分析疾病的分布情況，甚至追蹤疾病的傳播路徑。同時，因為接種疫苗的花費太高，這些數(shù)據(jù)還可幫助醫(yī)療人員來確定優(yōu)先免疫接種患者。
Kurien 說：“這些標(biāo)簽負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，而我們則將這些收集來的數(shù)據(jù)進行可視化處理，以此來確定疾病的分布情況。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)一處疾病密集地時，這就意味著有一個帶有標(biāo)簽的患者進入了這一密集地大多數(shù)的人通訊范圍，我們把這樣的人稱為‘超級聯(lián)絡(luò)員’或者高集中性的人。這些數(shù)據(jù)顯示，如果我們選擇超級聯(lián)絡(luò)員進行接種治療的話，這就意味著我們可以打破這一密集網(wǎng)絡(luò)，阻止疾病的進一步傳播。”
Shingirirai 稱：“通過使用這些標(biāo)簽，我們可以分析疾病在不同人群中的傳播模式，這一信息不僅對預(yù)防疾病傳播起著至關(guān)重要的作用，而且在分析疾病傳播機制及在不同環(huán)境下的易感人群中扮演著必不可少的角色。這便使我們可以制定出更有效的干預(yù)措施，比如有針對性的免疫接種（異煙肼預(yù)防性治療），強化結(jié)核病患者的檢測方法，傳染控制以及其他一些預(yù)防疾病傳播的措施。”
除了調(diào)查數(shù)據(jù)提取的操作不當(dāng)以外，另一個導(dǎo)致結(jié)核病追蹤困難的原因在于像 GPS 傳感器這類的傳統(tǒng)工具不但價格高昂，更重要的是，患者都不愿意攜帶。這些用作醫(yī)療數(shù)據(jù)收集的追蹤器通常都會被認(rèn)為是侵犯私人隱私的。還有一個更敏感的問題在于，戴著一個追蹤器無異于向別人宣告自己是結(jié)核病患者。
了解到這些問題之后，技術(shù)團隊設(shè)計了第三代追蹤器，也就是最小的這個版本。Kurien 告訴我們：“每一塊芯片包含有一個小型傳感器，存儲設(shè)備和電池。我們將芯片做成手鐲大小，然后配上時尚的外殼，這樣別人就看不出佩戴者是結(jié)核病患者了”。 Shingirirai 指出，為了降低追蹤器的辨識性，他們還可以將其做成頭帶（女性患者）或腕帶（男性患者）形式。
技術(shù)團隊有了這些設(shè)計思想后，與當(dāng)?shù)氐某鮿?chuàng)科技公司 SiGNL 合作，生產(chǎn)制造了這些追蹤器。他們計劃在一個可控的環(huán)境內(nèi)（如醫(yī)院）對這批追蹤器進行首測，滿足要求后再將其投入大規(guī)模使用。這一追蹤器也可以用來追蹤其他類型的傳染病。
“我們學(xué)習(xí)的知識越多，我們對事物的理解也就更深。當(dāng)我們對事物的理解開始加深時，我們采取的行動自然也就會更積極。而在這一事例中，我們在與結(jié)核病的抗?fàn)幹挟a(chǎn)生了巨大影響。”
為了支持 WHO 結(jié)核病終止戰(zhàn)略， IBM 研發(fā)的傳染病追蹤器不僅是一款創(chuàng)新發(fā)明，更是一款實用的工具。它不僅貢獻了可提升人類健康安全的寶貴數(shù)據(jù)，還消除了現(xiàn)有追蹤器在社會層面的弊端，并解決了成本問題。
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