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看苹果如何通过软件开发降低医学研究门槛

医学研究最大的困难之一是获取足够的临床实验样本。对于这一点我稍有体会:读书的时候本校医学院每周都会发来招募研究志愿者的邮件,大多数都被我直接扔进了垃圾箱。


大部分人对做医学研究志愿者持保留态度。除了成为小白鼠的不适感、对医院的不信任之外,还因为成为研究志愿者并不是一项轻松的承诺。尽管有时能获得不菲的报酬,但条件是必须全程配合医生的工作,许多研究还需要长期记录身体指标,并接受定期回访。因此,对医学研究机构来说,招募研究志愿者是史上第一大难题。Penn Medicine的博士生Kathryn Schmitz就对苹果提到,她在发出了6万封招募研究志愿者的邮件,只收到了305份回应。


苹果意识到,人手一只的智能手机是用于临床研究数据收集的利器。用户已经习惯了允许智能手机收集从指纹到地点等的个人信息,目前智能手机的硬件也早已支持开发更加复杂的软件。问题在于医学研究者并不擅长制作面向用户的软件,也没有时间和经费来独立开发一款app、并为每一项功能进行UI设计。


苹果试图以软件开发的途径来降低招募医学研究志愿者的门槛。苹果在上周正式公布了在3月的发布会上谈得不多的Research Kit的开发者框架。与面向用户监测个人健康信息的Health Kit不同,Research Kit的目标用户是开发者,目的在于通过标准化的开发流程和使用方法,对临床医学研究的样本收集方法进行创新。


Research Kit的开发者框架包括三个可定制的模块:参与者许可(Participant Consent)、调查(Survey)、活动任务(Active Task)。它符合Mac/iOS编程的规范,但同时又是一个Git Hub上的开源项目。对于医学研究者来说最大的好处是提供了标准化的范式、可控的GUI,从而简化了开发步骤。


“活动任务”(Active Task)是Research Kit开发中的基本单元,遵循一个叫ORKTask的协议。苹果根据iPhone的硬件功能预设了一些基本的活动任务、并列出了它们分别调用的传感器、收集的数据。比如步态与平衡、点击速度测试、健康、空间记忆测试等等。例如,加入步态与平衡这一项活动任务后,应用便可以调用加速传感器、陀螺仪,并收集设备运动计步器的数据。开发者还可以添加自己的活动任务。


活动任务中包含一系列有序排列的对象:“步骤”(step)。步骤包括简单的“是否”回答,比如“你是否阅读并理解上述内容”,也包括显示表格、从声音或者记忆测试中收集信息等动作。


因此,开发者可以像搭积木一样,设置一系列用于收集关键数据的步骤,并把它们组合起来加入到活动任务中去,从而构成app的主要功能。这比开发普通的iOS app要容易许多。为进一步简化操作,ResearchKit还提供了许多预设的选项,比如可以在步骤中添加最简单的“是否”回答、选择答案和数值,或者输入日期和文本。


除此之外,每个步骤和活动任务之间都有视图控制器(ORK Step View Controller)来生成交互。Ars Technica的文章提到,通常来说,开发者需要在Xcode中写出交互细节。而使用Research Kit框架,只需要设置步骤对象(ORK Question Step)并加入到活动任务中去,设置完毕后,交互界面会由底层的框架自动生成。这也进一步降低了开发门槛。


Research Kit不提供的功能包括后台传感器数据收集,这意味着应用不能持续收集数据,但可以通过Health Kit和Core MotionAPI抓数据。Research Kit也不支持预设的调查或者活动任务,因此基于Research Kit的app不能给用户发送定时提醒。另外,出于用户隐私保护的目的,苹果不回在自己服务器上储存数据,所以研究者要自己保证将数据安全传输回研究机构。


Research Kit不仅简化了研究的第一步,还简化了用户授权参与医学研究的步骤。用户只需要阅读声明并在手机屏幕上签名确认就可以参与研究。与Mount Sinai,Weill Cornell Medical College合作开发哮喘应用的LifeMapSolution CEO Corey Brideges认为,Research Kit最革命性的部分是提供了标准的授权协议,让用户参与医学研究的时间和经济成本大大降低,样本的范围和数量得到增加。


Bridege在Ars Technica的采访中说,通常来说,临床研究中的参与者数量受到地理位置限制、取得许可、纳入参与者方面的成本限制。而在App上点击授权许可的成本非常小,而且用户也不需要到医院接受回访,只要随身携带智能手机就能随时提供研究数据。


Bridge说,在Research Kit发布的第一周,他和Mt.Sinai医院的研究者共同开发的app就获得了4500个参与者的授权许可。他说:电子许可是开创性的,因为它能够帮助医学研究目前者突破临床研究的主要障碍。它能够到达全世界使用iPhone的联网用户,增加参与研究的志愿者,显著地扩大样本的规模,同时还能降低成本。


Bridge还认为,“与传统的研究相比,Research Kit提高了整个数据收集与研究过程的效率,并能收集更加全面的数据。”环境数据就是一个很好的例子,比如监测哮喘的app可以通过病人的症状、地理位置、空气质量等综合指标,帮助在医疗研究中建立环境与症状的联系,这是在目前临床数据收集中难以获得的准确信息。


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