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?？梢哉f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?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：“我們的無線電標簽間就可以互相通訊，所以當兩個無線電標簽互聯(lián)時，它們的交互記錄就會被記錄下來。”舉個例子，一個攜帶標簽的患者可能會分別進入與另外十個攜帶標簽患者的通訊范圍，兩兩標簽間就會逐一通訊(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簽的話，那么每兩兩標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：“這些標簽負責收集數(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)提取的操作不當以外，另一個導致結(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?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。

“我們學習的知識越多，我們對事物的理解也就更深。當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)核病的抗爭中產(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。