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血糖与糖尿病
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第一款商用的无间断慢性病无线监测仪是糖尿病无线监测仪。糖尿病正在蔓延，很大部分原因是全球性的肥胖问题。在美国，每10个人中就有1个人被确诊患有糖尿病，全球总计约有3.5亿名糖尿病患者。值得关注的是，儿童患糖尿病的人数也在逐步上升。治疗糖尿病的关键是良好地控制血糖水平。高血糖会引发许多糖尿病并发症，低血糖会导致晕厥及失去知觉。直到几年前，自行检测血糖的方法还只有手指采血，只能间断性测试血糖水平。整个测试过程令人不快，也难以在公众场合进行，并且价格不菲，每天单是试纸条就要花费三美元以上。即便你每天在不同时间做这样的检测三到四次，你仍然很难得到你血糖水平的全貌。夜间睡眠时，无论血糖高低，都难以被察觉。即便是在白天，运动、进食、血容量和使用如胰岛素等治疗糖尿病的药物，都会造成血糖波动。一项随机试验显示，在一之中，相对于传统的、自我管理式的糖尿病治疗方法，利用手机应用去提醒患者检测他们的血糖水平，并且自动生成结果反馈，可以更好地控制患者的血糖水平。
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比起手机应用，传感器技术能够提供更加优良的体验，它无需采血，并能进行无间断的监测。目前测量血糖最主要的方法，叫做实时动态血糖监测系统（CGM）。依靠在腹部皮下植入的27-针仪传感器，这个装置检测皮下间质液体的糖含量，每五分钟将信息传送到接收装置。CGM可以提供近乎无间断的血糖情况监测，这对于普遍的、血糖难以控制的患者非常有用。但即使是CGM，也需要每12小时采指尖血一次加以校正，CGM传感器只能使用3到7天，之后必须重置更换。这种一次性的传感器每个就要一百多美元，而接收器则需要一千多美元。所以，CGM并不常用，仅被用于胰岛素依赖型糖尿病患者[3]。但是，这项技术用于管控或者预防糖尿病非常有效。我试用过一周CGM，它实在是非常方便，我不必忌讳洗澡与运动，并且我还发现，吃饼干或比萨饼居然对我的血糖水平有这么大的影响。
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2010年末，在圣地亚哥举办的TEDMED（医学-科技娱乐设计）大会上，有一段由沃尔特·莫斯伯格（Walt Mossberg）的专题演讲，他是《华尔街日报》的消费技术评论家、All Things Digital会议的组织者。我之前没见过沃尔特，但我是他的专栏多年的忠实读者，我从他那富有洞察力的综述中学到不少。我也关注了他的Twitter，他经常在上面发表他对数字产品的短评。沃尔特是一个非常健谈的人，他年近六十，白发秃顶，留着胡子，并且体型纤瘦。他表示，糖尿病患者已经对陈旧的血糖调节办法不胜其烦。他想知道，智能手机应用是否可以把这一切变得更好？之后他对我说，他想要的，就是有这样一个手机应用，他只要把手机放在血管上，就能读出血糖数值。
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许多公司试着去开发这种传感器，这种传感器就是糖尿病的圣杯，但测量血糖的要求之高，使得他们离造出这样的传感器还有很长一段路要走。制造商试着将血糖数据以手机中继，但这已被FDA所阻止，因为数据会为手机所影响而造成偏差，患者无法得到准确的数据，并依照这种数据进行治疗（比方说依照错误的血糖数据误用胰岛素）。这个阻碍很快便会不复存在。传感器的未来一片光明。举例来说，隐形眼镜将会附带有相应的微粒，当你的血糖发生变化，透过你的泪液就能被检测出来，隐形眼镜就能变化相应的颜色。另一个富有想象力的解决办案名叫“数字文身”，向你的血液中注入纳米材料，与你体内的葡萄糖进行结合，这些纳米材料能够发射出荧光信号，用你的手机上的应用就可以测量并加以量化。
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看这个领域中，技术的另一个目的在于将CGM与胰岛素泵结合，建立“闭合环路”，胰岛素的释放与血糖的测量相一致，建立虚拟的人工胰腺。许多患有胰岛素依赖型糖尿病的患者，虽然同时带着上述两种装置，但无法整合成一个。好在我们已有许多的研究，正为这个设想变为现实而努力着。
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心电图和心律监测
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在人的一生中，心脏要跳动近30亿次。总有许多人会在人生的某个时候出现心律异常。心房颤动是最常见的心脏传导异常的心肌病，常表现为正常的心脏起搏信号位于从心房（心脏收集血液的腔室）或心房附近传出的心律转变为杂乱的、不规则的心律。就像我最近的一个患者所描述的那样，心房开始“颤抖”。心房无法有力地收缩，心脏内血液淤塞停滞，有形成血栓的风险，如果淤塞停滞期间形成的血凝块从心脏射血进入脑内，可以引发卒中。唯一确证房颤的方法是记录心律，而且由于这类心律不齐常常间歇性发作，最好记录的时间长一些。有些房颤发作的人会感到眩晕或轻微头痛，但有这些症状也可能只是心动过缓导致的。心动过缓是由于心脏的电脉冲传导发生阻滞引起，如果心动过缓引发症状（除外药物所引起），患者可能需要安装永久的起搏器。
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另一个主要的心律失常是恶性室性心律失常，即室性心动过速或心室颤动。“恶性”则表明这种心律失常要棘手得多。室性心律失常往往发生在冠状动脉病变的心脏病患者身上，患者既往有心肌损伤，或有明显的心肌无力。即便很年轻，甚至健康的人也会因基因突变出现这类心律失常。对于某些药物敏感的人，也可能因药物过敏诱发潜在导致严重的心律失常。
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所以，心律监测是非常有必要的。1949年，生理学家诺曼·霍特（Norman Holter）发明了第一台便携式持续心律监测仪，在开始临床应用之前，他花了10年以上的时间进行试验。多年以来，心电动态监测仪（Holter）几乎未有过改动。这个监测仪由一个笨重的盒子、多根与患者连接的连线，以及记录的信息组成。盒子用带子背好后，通过几根连线和胸部连接，以至于无法洗澡和运动。所以实际上，这东西不能进行长达多天的记录。1999年，我见到了一种能改变这些不足的新产品。我的一位在KPCB风险投资公司工作的老朋友布鲁克·拜尔斯（Brook Byers）邀请我对CardioNet公司的一项新技术进行评估。CardioNet公司的产品意图实时监控心律，通过互联网，监测周期能够延长数天乃至数周之久。在我成为CardioNet公司的首批外部医学顾问，看到他们的这个新技术时，我非常兴奋。
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最终，针对近百个患者进行的临床试验，随机对半分到Holter和CardioNet两组中，验证了多数心律失常，尤其是心房颤动，可以利用扩展的移动心律监测仪检测到。FDA在2002年认证了这个产品，公司也于2008年上市。但是这项技术并不完美。尤其是这些实时数据需要由人类专家控制的中心来解析，而非自动处理完成，另外医疗保险并不能按比例覆盖这项实验检测内容。此外，对于大多数只是疑似存在心律异常的患者，也并不需要实时分析所测数据。
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还有些其他的用以监测心律的重要创新发明。一个是称作iRhythm的敷贴，将它贴在胸口，就能记录最低7天的心律。与CardioNet（以及他的竞争者Life Watch）不同，iRhythm专为无需实时分析的患者服务。该敷贴通过邮寄送达患者，患者将敷贴寄回读取数据。我们称这种模式为心律监测的“邮购模式”（Netflix model）。其他技术，例如AliveCor，直接通过智能手机实时监测心律。将带有两个传感器的小盒子附在智能手机的背部，只要患者将左右两只手的各一根手指摁在盒子上，即可即刻记录心律。也可以把盒子或盒子和手机一起直接放在胸部，也可记录心律。手机上就可显示心电图（ECG），数分钟之内就可完成记录。你可以将心电图数据保存在手机里，也可以通过网络传送出去。利用这个装置，略有心悸、轻微头痛、眩晕的人，可以利用手机获得心电图数据，直接传给医生加以解析。下一代产品将重点放在，不需要人力参与，如果确有异常，可通过传送心电图数据快速诊断心律失常。传送完成好，数据自动完成解析，短信返回告知患者心律失常的类型，并给予适当的建议。
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生命体征
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实时无线传输无创监测生命体征是个大工程。实际上，想要同时不间断地检测所有的生命体征，只有在重症监护室里才能做到。2009年，有人向我展示了一项非常具有未来感的技术。得克萨斯州石油大亨的儿子卡梅伦·鲍威尔（Cameron Powell）是一位受过全面训练的妇产科医生，他放弃行医，创办了AirStrip Technologies（爱斯趋普科技公司）。卡梅伦的第一个产品是Airstrip Ob。大多数产科医生是流动的，同时为多家医疗机构服务。卡梅伦的设备能将待产母亲的子宫收缩和胎心率的数据实时传送到手机上，这让医生无论多远都能了解到高危孕妇的境况。这个手机应用广受欢迎，成千上万的产科医生开始订购这项服务。
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重症监护是AirStrip公司的下一项技术领域。在这个领域，生命体征信息早已被完整检测，AirStrip公司的任务就是将这些数据重新转换，以便能够通过互联网传递以及显示在手机上。2010年，卡梅伦和他的团队获得FDA的批准，开始销售AirStrip CC（见图4.2）。他已经走在成为未来无线医疗大亨的路上。
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图4.2 AirStrip技术公司将患者生命体征显示到智能手机上，Sotera腕式无线接收器直接显示患者的生命体征。
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而在重症监护室之外监测生命体征才是大奖。最难撬开的坚果是血压，想要不借助动脉内置入传感器而准确无间断地测量血压已被证明困难重重。来自圣地亚哥的富有创意的工程师马特·巴内特（Matt Banet）决定在2005年解决这个问题。最终，他发明了Sotera腕式无线传感器，用以检测动脉血压，只是偶尔还需要稍微调整一下腕扣。另有选配附件用来测量血氧浓度与心律。
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最初，Sotera是一种医院内部检测设备，但其潜藏的能力远超设计目的。从技术上讲，它能保证你在任何地方都能受到重症监护般的监测待遇。当你心烦意乱时，你想知道心情对血压将有怎样的影响；当你呼吸有些沉重，你想了解你的血氧浓度是否有所波动；当你感到心脏震颤时，你想知道你是否有些心律不齐。Sotera能让你梦想成真。
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不需多想，健康监测的革命时代已经到来。或者说，这也会让很多人开始疑神疑鬼，无论身体出现什么状况，上网去查，却不知道自己得了什么病，或误以为自己得了重症，事实却只是长了个疖子。而无间断的生命体征监测则会让这种担心的程度进一步加深。不过，获取自身更多的生命体征数据总是值得考虑的。每天称量体重的人比每星期称一次体重的人在减肥和控制体重方面要成功得多。同样的道理，用手机应用计算卡路里也能有效帮助一些人减去体重。
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与上面所说的一样，远程监测血压水平，有利于我们自身的血压控制。而我们也知道，控制血压水平，尤其是避免血压的大幅度波动，是减少中风与心肌梗死的关键。远程监测也避免了“白大褂高血压”现象——由于医生的出现心情紧张而血压升高的情况。这些数据资料也能够为你提供最佳选择药物的方案，让合适的患者服用合适的药物并给予合适的治疗方法。同时，它也能够帮助患者认清，摄入高盐量食物与运动能对血压造成怎样的影响。
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获取生命体征数据，它的潜能可不止如此，且远管控与预防高血压的前景要大得多。理论上，任何家庭都可以变成移动的重症监护室，这个词原来是用来比喻带有齐全监护设备的救护车的。当然，你的床边未必都有医生与护士诊疗，但是大多数医院将患者收入医院，也只是进行单纯的监测，并适当收费。考虑到每年全美国的医院中有10万例因为得到了错误的诊疗而致死的悲剧，而医院里收治的往往是病情最危重的、最耐药的患者，在家进行监测还是合算的。
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另外，即时医治也并非不可能。今天有许多家庭已与消防队和警察局搭建了直连警报连线。在未来，在经过特定挑选的某些家庭里，也可以与医院建立起无间断的、实时的连线，实时地将生命体征无线发往医院中心。接着就开始自动化地进行分析，派遣医护人员前往，就如同消防队与警察局一样，而且，理论上绝不会有人发送假警报。
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哮喘
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近2300多万的美国人饱受哮喘的困扰，每年因此住院的人高达500000人。哮喘足以使人致命，尤其在儿童和年轻人中致死率很高。哮喘的主要的治疗方式是喷雾器吸入治疗。Asthmapolis公司设计了一种吸入器的传感器附件，让吸入器拥有无线功能。当患者使用吸入器时，传感器就能向患者的手机及互联网发送信号。这将让医生留心患者频繁使用吸入器，同时将每次哮喘发作的具体位置记录下来。这是使用无线传感器解决方案预防哮喘的第一步。另外一种附在创可贴上的传感器，能够监测空气质量与花粉含量。如果有迹象表明哮喘即将发作，生命体征监测仪和检测气道反应的传感器可以提前预防，要求患者离开该区域，或者抢先一步为患者施药。同样，全美约1000万患有慢性阻塞性肺病的患者，也能从中受益。