劉賀，翟云云，馬思夢，劉忠純

我國目前嚴(yán)重精神障礙患者約有1600萬[1]。WHO預(yù)測，到2020年抑郁癥將會成為危害人類健康的第2大類疾病[2]。但約30%的患者對抗抑郁藥物無反應(yīng)，在有反應(yīng)人群中只有1/3的患者獲得臨床緩解[3]。目前精神疾病的診斷依據(jù)主要是國際疾病分類、精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊，需要有經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生依據(jù)調(diào)查問卷和自己的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，缺乏客觀的檢測指標(biāo)來診斷精神疾病和評估病情嚴(yán)重程度。因此，除了傳統(tǒng)的藥物及心理治療外，還需要一種新的方法來對患者進(jìn)行評估、分析和管理。

1 數(shù)字表型的概念

研究表明，2016年全球約有23.4億人使用數(shù)字媒體，預(yù)計(jì)到2020年將進(jìn)一步增加到29.5億[4]。截至2012年底，新浪微博的注冊用戶已超過5億[5]。至2013年底，中國網(wǎng)民人數(shù)已超過6.18億，其中19歲以下網(wǎng)民占26%[6]。通過移動設(shè)備所獲得的大量與健康相關(guān)的數(shù)據(jù)的價(jià)值可能遠(yuǎn)超過如體檢、實(shí)驗(yàn)室檢查和影像學(xué)檢查等一些傳統(tǒng)定義疾病表型的方法，對疾病的診斷和評估具有更高的價(jià)值，這些數(shù)據(jù)被稱為數(shù)字表型。通過數(shù)字表型，個體與數(shù)字科學(xué)的結(jié)合影響著從診斷、治療到慢性病管理的疾病整個譜系。在精神病學(xué)領(lǐng)域引進(jìn)數(shù)字表型，能夠更密切和持續(xù)地測量患者日常生活中的各種生物特征信息，如情緒、活動、心率和睡眠，并將這些信息與臨床癥狀聯(lián)系起來，從而改善臨床實(shí)踐。推文頻率更高，這與線下觀察到的精神分裂癥患者的臨床癥狀相符合[7]。研究還發(fā)現(xiàn)，社交和娛樂應(yīng)用的使用越多，壓力和激惹性情緒就越低[8]。這提示有可能利用網(wǎng)絡(luò)平臺提供精神疾病癥狀相關(guān)的數(shù)字表型，為疾病的預(yù)測和管理提供新的途徑。此外，電話呼叫及短信交流的次數(shù)，基于GPS的個體位置變化信息的信息熵、基于可穿戴設(shè)備的運(yùn)動、行為檢測，環(huán)境光及聲音等人機(jī)交互的信息都可作為精神疾病預(yù)測的數(shù)字表型。例如利用人機(jī)交互信息的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，手機(jī)按鍵的元數(shù)據(jù)與雙相情感障礙（bipolar disorder，BD）患者的情緒特定變化相關(guān)，利用被動收集的鍵盤元數(shù)據(jù)為情緒檢測和監(jiān)控提供了證據(jù)[9]。使用智能手機(jī)傳感器進(jìn)行BD患者情緒預(yù)測研究的另一個著名項(xiàng)目是MONARCA項(xiàng)目，對確診為BD的12例患者進(jìn)行了為期12周的研究，利用加速度計(jì)傳感器和基于GPS的位置信息，情緒預(yù)測精度達(dá)到72%～81%。通過引入語音分析的特點(diǎn)，可以進(jìn)一步提高預(yù)測精度[8]。Palmius等[10]利用GPS信息熵和晝夜節(jié)律等特征，可以將BD患者情緒抑郁狀態(tài)與非抑郁狀態(tài)區(qū)分開來，準(zhǔn)確率達(dá)

2 數(shù)字表型在精神疾病領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 疾病預(yù)測

目前已有許多研究通過從智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備所獲得的數(shù)據(jù)來預(yù)測精神疾病。一項(xiàng)探索性的研究發(fā)現(xiàn)，與正常對照的Twitter用戶相比，患有精神分裂癥的Twitter用戶發(fā)布的有關(guān)抑郁和焦慮的85%。Carr等[11]研究了晝夜節(jié)律的相位和幅度的變化與雙相和邊緣性人格障礙患者的情緒變化有關(guān)。針對沒有精神疾病的普通人，人機(jī)交互的信息也可為情緒預(yù)測提供幫助。LiKamWa等[12]使用智能手機(jī)傳感器預(yù)測32名健康受試者為期2個月的情緒變化，研究分析了通話的數(shù)量及時(shí)長、短信及電子郵件的數(shù)量、應(yīng)用程序的使用數(shù)量及模式、瀏覽器的歷史鏈接及位置變化的信息，預(yù)測情緒變化的準(zhǔn)確率為66%，采用個性化預(yù)測模型后其預(yù)測準(zhǔn)確度可提高到93%。Ma等[13]在對15例受試者為期30天的研究中，分析了位置信息、用戶動作和運(yùn)動檢測、環(huán)境光和聲音，預(yù)測情緒狀態(tài)的準(zhǔn)確率為50%。Paul Dagum等[14]在對27例受試者進(jìn)行為期7天的人機(jī)交互信息進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：一些數(shù)字標(biāo)志物與一些神經(jīng)心理學(xué)組成（工作記憶、執(zhí)行功能、語言和智能）的測試分?jǐn)?shù)有高度相關(guān)性。這表明通過智能手機(jī)被動測量的數(shù)據(jù)可作為實(shí)驗(yàn)室神經(jīng)心理學(xué)的評估的生態(tài)性替代方法。通過這些不同的應(yīng)用，數(shù)字表型可以幫助確保疾病的早期表現(xiàn)不會被忽視，有利于衛(wèi)生醫(yī)療保健系統(tǒng)開發(fā)更靈活、更有針對性和更迅速的干預(yù)措施。

2.2 疾病持續(xù)的評估監(jiān)測

很多研究已經(jīng)證實(shí)，持續(xù)性的監(jiān)測比零星的臨床訪談評估可以為疾病提供更有用的信號。但目前針對精神疾病的評估存在許多局限性。首先，這些評估方法是非生態(tài)性的，通常需要被試者脫離日常生活行為來完成特定的評估任務(wù)；其次，評估存在偶發(fā)性，包括評估地點(diǎn)及評估人員在內(nèi)的限制性資源使得這些方法的可拓展性很差；最后，這些方法容易受到回憶錯誤及主觀偏見的影響。現(xiàn)在可以通過智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備試著測量，而不是回顧兩次體檢之間的臨床過程。例如，一項(xiàng)研究表明，睡眠活動監(jiān)測在預(yù)測50名年輕人未來的自殺意念方面，略優(yōu)于更為傳統(tǒng)的抑郁癥癥狀評估[15]。針對23例確診創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙受試者和25例對照受試者研究發(fā)現(xiàn)，在確定的連續(xù)節(jié)段中獲得的心率變異性的特征似乎可以預(yù)測創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的診斷[16]；甚至在移動設(shè)備上評估的延遲完成率似乎與隨后的自我報(bào)告精神分裂癥患者的陰性癥狀相關(guān)[17]。在醫(yī)學(xué)的其他分支中也有證據(jù)表明在門診環(huán)境中進(jìn)行連續(xù)測量，在預(yù)測臨床結(jié)果方面，可能比單獨(dú)的個人訪問測量更好。例如，動態(tài)24 h收縮壓測量與心血管疾病和全因死亡率的關(guān)系比臨床收縮壓更密切[18]。

2.3 疾病亞型分類

對于來自測量工具的數(shù)據(jù)、臨床測量和評估的結(jié)果的綜合分析，可能會發(fā)現(xiàn)行為--癥狀--環(huán)境集群，這些集群可以為以前未知的疾病亞型提供信息。Katherine等[19]的研究通過機(jī)器學(xué)習(xí)的方法識別了可跨抑郁障礙、驚恐障礙、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙及正常群體診斷的6種亞型，提出了一種方法來識別跨診斷樣本中的子類型，并且這些亞型在獨(dú)立樣本中被復(fù)制；這項(xiàng)研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)不同亞型在行為及生理功能水平上的差異及其臨床意義，這些亞型識別將有助于理清當(dāng)前診斷中的癥狀重疊，并作為調(diào)整治療選擇的工具。

2.4 治療方案的評估

從可穿戴設(shè)備、移動設(shè)備、社交媒體等獲得的數(shù)據(jù)中收集到的治療效果信息是對傳統(tǒng)療效評估的重要補(bǔ)充。通過一個神經(jīng)內(nèi)科在線跟蹤疾病社區(qū)成員的數(shù)字表型的案例研究證實(shí)，鋰鹽在減緩肌萎縮側(cè)索硬化癥患者的疾病進(jìn)展方面缺乏有效性[20]。這些發(fā)現(xiàn)后來被復(fù)制到幾個更慢、更昂貴的隨機(jī)對照試驗(yàn)中。今后有望通過在線跟蹤精神疾病社區(qū)成員的數(shù)字表型，來評估治療方案對患者的療效，有利于治療方案的調(diào)整及個體化治療方案的制定。

2.5 疾病管理和干預(yù)

數(shù)字療法（digital therapeutics，DT）是一個新的概念，它包含了用于改變患者行為使用各種數(shù)字技術(shù)的治療方法，并最終治療疾病或促進(jìn)健康[21]。在精神病學(xué)領(lǐng)域，智能手機(jī)及可穿戴設(shè)備在提供數(shù)據(jù)用于評估的傳入分支的同時(shí)，也可以提供干預(yù)作為傳出分支。例如，基于互聯(lián)網(wǎng)的自助心理治療，最近關(guān)于針對抑郁癥患者在線認(rèn)知行為治療（cognitive behavioral therapy，CBT）的薈萃分析顯示其顯著有效并且與面對面的CBT治療效果相當(dāng)[22]；gNats Island也是一個計(jì)算機(jī)化的結(jié)合CBT的電子游戲，致力于青少年抑郁及焦慮癥狀的治療。Coyle等[23]的3項(xiàng)系統(tǒng)性回顧研究所得出的結(jié)論是，有足夠的證據(jù)支持gNats Island在青少年和心理健康從業(yè)人士的可接受性和實(shí)用性。最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，移動設(shè)備成功應(yīng)用于神經(jīng)病學(xué)領(lǐng)域，即使用可穿戴加速計(jì)跟蹤神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者的功能結(jié)果，并優(yōu)化康復(fù)方案的設(shè)計(jì)。例如針對癲癇患者基于互聯(lián)網(wǎng)資源的數(shù)字醫(yī)療技術(shù)，由集成在移動軟件上的非藥物干預(yù)組成，如聽特定的莫扎特音樂、認(rèn)知療法、社會心理教育等可以減少癲癇發(fā)作[24]。也可借鑒同樣的方法應(yīng)用于抑郁、焦慮障礙等疾病的治療。一項(xiàng)研究證實(shí)在圍絕經(jīng)期低劑量補(bǔ)充激素的基礎(chǔ)上，依托微信音樂群建立團(tuán)體音樂治療，可提高用藥依從性，作為臨床治療的增效，可縮短激素用藥周期[25]。對于具有慢性反復(fù)發(fā)作特征的精神疾病，服藥依從性可顯著影響癥狀改善以及疾病復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，基于移動設(shè)備的藥物提醒器可在一定程度上監(jiān)督、提示患者服藥，提高治療依從性。以上研究及分析結(jié)果表明，集成在線心理治療、音樂療法、藥物提醒器等多功能的數(shù)字醫(yī)療技術(shù)可以為今后關(guān)于精神疾病的管理和干預(yù)提供新的方向。

3 數(shù)字表型的風(fēng)險(xiǎn)及面臨的挑戰(zhàn)

與傳統(tǒng)的評估方式相比，智能手機(jī)存在生態(tài)性、持續(xù)監(jiān)測、與現(xiàn)實(shí)世界的需求相平行、易于推廣等優(yōu)勢，但其應(yīng)用也存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。首先，通過智能手機(jī)及可穿戴設(shè)備獲得的數(shù)字表型必須證明其在臨床有效性方面的價(jià)值。數(shù)據(jù)所帶來的決策改善及效率的提高是否對降低發(fā)病率、復(fù)發(fā)率及死亡率有所幫助目前仍無法明確。很少有醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以單獨(dú)通過監(jiān)測來提供更好的臨床結(jié)果。并且目前現(xiàn)有的一些在預(yù)測情緒方面的研究大多是在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)設(shè)置下或人工環(huán)境下對沒有精神障礙的學(xué)生或普通人進(jìn)行的研究，被分析的人數(shù)有限，且研究時(shí)限較短。其次，數(shù)據(jù)所涉及的隱私問題也將成為數(shù)據(jù)橋接到醫(yī)療體系中所面臨的巨大挑戰(zhàn)。如何使參與者對其電話、短信、GPS等敏感信息的收集確保信任，誰又將最終擁有這些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是否可以讓患者及家屬更好的了解健康問題，還是像今天收集的在線數(shù)據(jù)一樣，用于識別潛在的消費(fèi)者并鏈接到市場，這些參與者所擔(dān)憂的問題，也是數(shù)字表型在投入應(yīng)用所將面臨的問題。數(shù)字醫(yī)療領(lǐng)域需要一套質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，包括有效性、參與度以及隱私保護(hù)等在內(nèi)的衡量標(biāo)準(zhǔn)。再次，數(shù)字媒體、電子設(shè)備的普遍使用可能是一把雙刃劍，有研究調(diào)查了2013年至2014年16205名中國青少年，發(fā)現(xiàn)花更多時(shí)間在屏幕活動或更少時(shí)間在非屏幕活動的青少年明顯更容易出現(xiàn)抑郁癥狀，且在抑郁癥方面數(shù)字媒體對女孩的影響大于男孩[26]。最后，智能手機(jī)是便攜的，但不可穿戴。因此，盡管智能手機(jī)非常容易獲得和應(yīng)用，但他并不是直接連接在身體上的，因此很難做到連續(xù)的收集數(shù)據(jù)而不丟失時(shí)間軸上的點(diǎn)。

4 展望未來

精準(zhǔn)醫(yī)療強(qiáng)調(diào)需要不同維度的信息來服務(wù)疾病的診斷和治療，精神病學(xué)領(lǐng)域也需要更關(guān)注“基于測量的護(hù)理”。也許數(shù)字表型會幫助精神病學(xué)研究轉(zhuǎn)向行為、認(rèn)知和情緒的全新視角。智能手機(jī)及可穿戴設(shè)備作為一種物美價(jià)廉且容易獲得的工具可能會改變精神疾病領(lǐng)域的方向，將會為精神疾病的發(fā)展提供更多的可能性。