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苹果如何透过软体开发的途径,降低医学研究门槛

2020-08-02  点赞197   浏览量:905
苹果如何透过软体开发的途径,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週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桶。

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鬆的承诺。儘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,她发出了 6 万封招募研究志愿者的邮件,只收到 305 份回应。

苹果意识到,人手一支的智慧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慧手机收集从指纹到地点等个人讯息,目前智慧手机的硬体也早已支持开发更加複杂的软体。问题在于医学研究者并不擅长製作用户适用的软体,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。

苹果试图以软体开发的途径来降低招募医学研究志愿者的门槛。苹果在上週正式公布了在 3 月的发布会上谈得不多的 ResearchKit 的开发者框架。与用户监测个人健康讯息的 HealthKit 不同,ResearchKit 的目标用户是开发者,目的在于通过标準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。

ResearchKit 的内部架构

ResearchKit 的开发者框架包括三个可定製的模组:参与者许可(Participant Consent)、调查(Survey)、活动任务(Active Task)。它符合 Mac/iOS 编程的规範,但同时又是一个 GitHub 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準化的範式、可控的 GUI (用户互动介面),从而简化了开发步骤。

苹果如何透过软体开发的途径,降低医学研究门槛

「活动任务」(ActiveTask)是 ResearchKit 开发中的基本单元,遵循一个叫 ORKTask 的协定。苹果根据 iPhone 的硬体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感应器、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。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感应器、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。

苹果如何透过软体开发的途径,降低医学研究门槛

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讯息等动作。

因此,开发者可以像堆积木一样,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(ORKStepViewController)来生成互动。ArsTechnica 的文章提到,通常来说,开发者需要在 Xcode 中写出互动细节。而使用 ResearchKit 框架,只需要设置步骤对象(ORKQuestionStep)并加入到活动任务中去,设置完毕后,互动介面会由底层的框架自动生成。这也进一步降低了开发门槛。

确保隐私不受侵犯

ResearchKit 不提供的功能包括后台感应器数据收集,这意味着应用不能持续收集数据,但可以透过 HealthKit 和 CoreMotion API 抓数据。ResearchKit 也不支援预设的调查或者活动任务,因此基于 ResearchKit 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,苹果不回在自己伺服器上储存数据,所以研究者要自己保证将数据安全传输回研究机构。

苹果如何透过软体开发的途径,降低医学研究门槛

ResearchKit 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萤幕上籤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 LifeMap Solution CEO Corey Brideges 认为,ResearchKit 最革命性的部分是提供了标準的授权协议,让用户参与医学研究的时间和经济成本大大降低,样本的範围和数量得到增加。

Bridege 在 ArsTechnica 的採访中说,一般来说,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,只要随身携带智慧手机就能随时提供研究数据。

Bridge 说,在 ResearchKit 发布的第一週,他和 Mt. Sinai 医院的研究者共同开发的 App 就获得了 4,500 个参与者的授权许可。他说:

Bridge 还认为,「与传统的研究相比,ResearchKit 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繫,这是在目前临床数据收集中难以获得的準确信息。

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