他把自己當作第一個實驗對象,讓我們看到了手術的未來
▎葯明康德/報道
熟識拉里·斯馬(Larry Smarr)的人,都知道他對生理數據的痴迷——拉里每天都詳盡地記錄自己攝入的每一個卡路里,定期收集大便分析腸道菌群的組成,並每隔幾個月抽一次血,以統計100多種生物標誌物的變化。在他任職的研究所,拉里甚至安裝了32塊大熒幕,專門用來顯示他的膽固醇、血糖、胰島素水平等72項數據。
拉里對數據的痴狂救了他的命。
「那個測量一切的男人」
在拉里的維基百科頁面上,赫然寫著「他因量化自己而聞名」。2012年,美國知名雜誌《The Atlantic》也將拉里稱為「那個測量一切的男人」。有趣的是,測量一切的拉里不是醫學或生理學背景出生。作為一名成功的天體物理學家,拉里曾因黑洞與超級計算領域的研究獲得了學界的認可,並在隨後促成了全美高校超級計算機網路的建立,這也被視作是互聯網最重要的雛形之一。
2000年,拉里來到了加州大學聖地亞哥分校,著手建立一家全新的研究所,這段旅程徹底改變了他的人生。毗鄰太平洋的聖地亞哥充滿了陽光與健康的氣息,這深深觸動了早已大腹便便的拉里,也讓他果斷開始減肥。作為一名科學家,他開始量化自己的飲食,計算一天服用多少粒魚油對自己最健康。隨後,他開始對數據上癮。
「這就好像是毛衣鬆了一根線,一拉扯就停不下來。」拉里說。
於是拉里開始頻繁拜訪醫生,並要求他們給自己做血檢。「你不能自己說要血檢就做血檢,保險公司不會付錢的。」醫生和他說。拉里的回答是自掏腰包。至今,他已經在血檢上花了幾萬美元,但他一點都不後悔。
拉里任職的研究所有一面牆,上面全是拉里的生理數據(圖片來源:STAT)
幾年後,拉里發現了一些奇怪的數據——血檢結果表明,他體內的CRP蛋白比健康上限高出了近5倍。隨後,這個數字又跳到了15倍。「我壓根不知道CRP是啥,」這名沒有接受過絲毫生物醫學訓練的科學家說道:「所以我開始在PubMed和谷歌上尋找答案。」
網路資料告訴他,CRP是一種反映炎症的標誌物。飆升的CRP水平表明他的身體一定出了什麼嚴重的問題。
「我覺得自己是個隨時會爆炸的氣球」
擔心自己健康的拉裡帶著血檢數據拜訪了醫生。「他們問我,你有哪裡不舒服嗎?我說沒有,但我這裡有數據!」拉里回憶道:「如果我在太空中發現了這樣的異常,我一定讓所有的望遠鏡都盯著它看。可是醫生讓我回家,說等到有癥狀了再來看。」
不久後,拉里的腹部出現了劇烈疼痛。「這完全是可以預料到的,」拉里一聲嘆息:「我不知道這些醫生到底是怎麼回事。」
醫生沒找到病因,用一些抗生素打發拉里回家。吃完抗生素後,拉里的肚子不疼了,但血液里的CRP水平依然居高不下。不安的拉里在23andMe做了一些測試,結果顯示他攜帶有一個遺傳變異,讓他罹患克羅恩病的風險上升了80%。這是一種連現代醫學都無法治癒的腸炎。
從23andMe的分析中,拉里得知了自己罹患克羅恩病的風險非常高(圖片來源:23andMe)
於是,拉里的測量清單里又多了一項任務——分析大便。「每一克大便里都有十億個細菌,每一個細菌都含有500萬個鹼基。」拉里說。這些儲存了大量生理數據的排泄物能告訴拉里,他的腸道與免疫系統是否正常。
2011年,一次大便分析表明拉里體內的乳鐵蛋白水平激增到了健康上限的125倍。同年,他的CRP水平比上限高出了27倍。後續的腸鏡發現他的自身免疫系統正在不斷攻擊結腸壁,讓它不斷變厚。
一年後,長期的腹脹與便血讓拉里回到了醫院。這一次,治療出現了意想不到的結果——在接受長達一個月的抗生素與類固醇治療後,他的CRP水平下降到了接近正常的水平,但癥狀卻沒有完全消失。2016年,拉里的健康情況急轉直下。全身掃描發現,由於結腸壁不斷變厚,他的腸腔被擠壓到了只有4毫米寬,而正常人的平均直徑是4厘米。
醫生正在指出手術中需要注意的部位(圖片來源:UCSD)
更糟糕的是,無法順利排出的大便在他的體內積累,並不斷產生甲烷氣體。他的肚子越來越漲。
「我的太太說我看起來好像懷孕了,」拉里回憶道:「我覺得自己是個隨時會爆炸的氣球。」
手術刻不容緩。
「技術都在那兒了,為什麼患者用不上?」
手術前幾天,拉里突然撥通了主刀醫生索尼婭(Sonia Ramamoorthy)的電話,邀請她參觀自己的虛擬現實(Virtual Reality)實驗室。普通人難以想像這樣的邀請,但索尼婭早已對此習以為常。「我第一次見他的時候,他給我展示了一整套PPT。我從沒見過這樣的病人。」索尼婭說。
拉里想要展示的是他結腸的3D影像。十多年前,科學家們就意識到,器官的3D影像能夠指導外科手術的進行,於患者於醫生都非常重要。但這樣的影像需要將大量核磁共振獲得的2D照片堆砌起來,並縮放到適合電腦屏幕投放的尺寸。這樣的過程耗時費力,因此很少有外科醫生會在手術前參考3D影像,他們也不得不在手術中隨機應變,解決預期外的問題。
但拉里覺得這不是一個好現象。「當我意識到一定要進行手術時,我就想,既然我身邊有那麼多充滿天賦的人,有大多數人無法接觸到的計算機和可視化能力,為什麼我不拿自己做個實驗,看看3D影像能給醫生帶來怎樣的好處呢?」拉里說。
在虛擬現實專家尤爾根(Jurgen Schulze)的幫助下,拉里在實驗室里開發出了一套自動化建立3D影像的系統。對整個醫療領域而言,它充滿革命性,也有望讓每一名患者在術前都能獲得自己器官的3D影像。
拉里向索尼婭展示的3D影像(圖片來源:Xconomy)
第一眼看到拉里的結腸3D影像時,索尼婭驚呆了。人體的腹部有著太多不同的器官,它們的位置會隨著每一次呼吸,甚至每一次小腸的運動而發生變化。因此,想要獲得腹腔內的3D影像極為困難。
而拉里與尤爾根的技術看起來如此完美。索尼婭一眼就看到了幾個手術的危險地帶——拉里的結腸擠壓在膀胱上,手術時稍有不慎,就會讓尿液流滿腹腔。此外,索尼婭還注意到拉里的大腸位置比預期更高,而且與脾臟緊緊相連。這名經驗豐富的外科醫生當場就意識到,他們的手術計劃需要改動。
「那些2D影像不是很有用,它們不能讓醫生用三維的角度去思考。」索尼婭說。能夠在虛擬現實的環境下觀看這些結腸,並讓它隨心所欲地轉動,簡直是開闢了一篇新天地。
「你能帶著這些3D影像到手術室來嗎?」索尼婭問尤爾根。尤爾根猶豫了一下,沒有馬上答應。「我暈血……」他嘟囔著說道。
尤爾根(左)與拉里(右)一同開發了這個系統(圖片來源:UCSD)
最終,尤爾根還是出現在了手術室。在3D影像的幫助下,拉里的手術進行得非常順利。由於成功避開了主要的器官和血管,整個過程中,拉里僅出了15毫升的血,還不如一般血檢出得多。尤爾根對此很滿意。
索尼婭也同樣感到很滿意。據她估計,由於提前發現了脾臟與大腸的粘連,並預計到了可能出現的情況,她將手術的總時間縮短了一個多小時。「這就像谷歌地圖一樣,你知道你在哪裡,知道離目的地還有多遠,也知道前方有沒有車禍,」索尼婭說:「我看著我的兒子與他們的Xbox遊戲機,所有的技術都在那兒了,為什麼患者用不上?」
對於「測量狂人」拉里來說,他醒來的第一件事,就是要求醫生們測量他的CRP水平。在術後的幾天,拉里見證了他的CRP數值從61下降到了42,又下降到了30,最終下降到了1以下。十多年來,這還是第一次。
在3D影像的幫助下,索尼婭醫生的手術進行得非常順利(圖片來源:UCSD)
後記
儘管還沒有完全恢復,拉里已經又踏上了征程。他的下一個目標,是利用他與尤爾根開發的系統,打造一個能全自動生成器官3D影像的軟體。在未來的3-5年內,這些軟體就有望問世。
「將來,我們會把更多技術引入手術室,減少手術的風險,縮短手術的時間,讓患者的預後更好,」拉里充滿激情地說道:「現在我們知道3D影像對手術來說很有價值,接下來我們要簡化這款軟體,讓它的界面對用戶更友好,並訓練一批能熟練使用它的外科醫生。」
動完手術後,69歲的拉里有足夠的時間去實現自己的夢想。
參考資料:
[1] Welcome to my colon: A tech pioneer turns to virtual reality to guide his own surgery
[2] Larry Smarr Drives Innovation as Experimental Patient of the Future
[3] Look Twice, Cut Once
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