医学科学中的设计基因与技术哲学

白聃 吴瑛

摘要：文章通过论述设计、医学及技术之间的关系，试图说明技术在医学科学中具有的意义和价值。技术在一定程度上推动设计的创新，医学是一种人体生理科学，需要大量技术作为动力对其进行革新和创新。文章从两个方面论述设计在医学中所发挥的不可替代的作用，试图阐明设计、医学和技术之间相互影响、相互渗透的紧密关系。通过三者关系的阐述说明医学科学天然存在设计基因，技术是设计与医学的前提，并对设计及医学所阐述的结果具有决定性的作用。医学科学离不开人性化的设计和技术的进步，三者不可以分割，需要从辩证关系的角度思考问题。

关键词：设计;医学科学;技术;数字化;人性化

中图分类号：R-05    文献标识码：A    文章编号：1004-9436（2021）20-0250-03

首先，医学科学的发展促进人们认识自我身体，同时对医疗中的技术又产生疑问。其次，科学是否能够实现医疗精准检测和诊断。医学经过几个世纪的发展，通过实验、临床观察、推论最终确立了医学科学发展的确定性，由此生成的技术证实了医学科学的成果，进而转变为设计，最终成为人们认可的医疗产品。在梳理设计、医学、技术的关系前，需要对这三个概念进行阐述及界定。医学又称为医学科学，是对人体规律进行细致深入研究而形成的完整的知识体系;维克多·帕帕奈克（Victor Papanek）对设计的定义是“为了达成有意义的秩序而进行的有意识而又富有直觉的努力”;而技术的定义是解决问题的方法及原理，是指人们利用现有事物形成新事物，或是改变现有事物功能、性能的方法。德国著名学者安德鲁·芬伯格（Andrew Feenberg）对“技术哲学”有较深入的研究，他提倡运用批判的思维来看待技术，认为技术会对人类造成威胁，技术是一个具有压迫性的文化系统。芬伯格认为技术最终会服务于人类并被人类控制，可以通过现有技术找到另一种替代的技术，技术是一个漂浮在不同的可能性之间的“摇摆不定”的过程。芬伯格从技术的另一个角度表明技术本身需要被人认知和掌握，反对技术的中性，也不承认技术的工具性。

从某个层面而言，技术发展与经济有着密切的联系。社会、经济、技术相辅相成，不可分割，相互影响。医学科学的发展以技术为媒介，技术促成创新设计的产生。下面具体阐述因技术的进步，设计在医学领域中所发挥的作用。

1    西方医疗工具的设计

19世纪的医学具有现代性，科学对医学发展具有深远的影响。对疾病的诊断以视诊、触诊、叩诊、听诊为主，也涉及嗅觉和味觉。17世纪是科学发展启蒙运动的时代，而19世纪才是真正的科学时代，各大医学院和研究机构提倡科学进步和设立研究协会，那些具有研究精神的医学家对人的身体进行深入的研究，推动了医学科学的发展。1816年法国名医何内·雷奈克（Ren é Laennec）接待了一位患有心脏病的女性，但是他无法贴在女病人的心脏处听诊，这时他拿一张纸卷成一个圆筒靠在病人的胸口，再把耳朵靠近纸卷的另一端，竟然能够听到更多的心跳声音，因此，雷奈克意识到这是一种新的研究方法，可以用这个纸卷来研究呼吸，甚至可以用它听到心包的流体流动的声音，听诊器就由此诞生。颈上挂着听诊器是19世纪初医生的象征[1]。

人们能够从技术的进步推断出社会发展的程度。在医学中内窥镜的发展经历了三个时期，通过对三个阶段的分析也能窥见医学技术的发展，并能通过精妙的设计满足治疗过程中患者对医学科学的需求。

医生可以在人体外发现人体内部的病症吗？这一问题一直困扰着医生。因时代的发展，患者病情的復杂性让医生不得不想方设法去治疗人体内的病症，并力求在极为安全和避免痛苦的基础上实现治疗，这一直是医生面临的困境。古希腊著名医者希波克拉底早在公元前460年就发明了一种仪器——直肠诊断器，其被后人称为内窥镜的鼻祖。1806年，被称为内窥镜第一发明人的德国菲利普·博奇尼（Philip Bozzini）提出了以蜡烛为照明的器具来实现内窥镜的设想。他将花瓶造型的器具、蜡烛灯源、一些镜片组合在一起，烛光通过一根管子反射并插入动物的膀胱和直肠中，再通过另一根管子观看膀胱结构。但因科学和技术的局限性效果不甚理想，他的做法引起了社会与医学界的不满，博奇尼也因此受到了维也纳医学院的处罚。

1835年法国医学家德索蒙斯（Désormeaux）用煤油灯作为光源，并于1853年第一次把“明光器”（Lichtleiter）应用于人体，通过镜子的反射来观察人体内的病症。明光器有一个小火罐，其中装有松节油和酒精的混合物，该光源通过比较粗的管子进行反射，透镜聚集光亮，再通过管子观看人体内部结构。该产品因经过前人的不断探索和技术的改进，应用于人体治疗成为可能。但该产品也有副作用和不足，如应用产品时可能会灼伤人体，光线太暗使得只能在治疗泌尿系统中使用，无法到达其他人体部分。“内窥镜”由德索蒙斯在学术论文杂志中首次提出。

从某个层面而言，科技的发展为人类从事各个领域的工作带来了多种可能。1880年，美国著名发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生（Thomas Alva Edison）发明白炽灯后，德国泌尿外科医生西奥多·罗森海姆（Theodore Rosenheim）研发了由三根同心圆管子组成的胃窥镜。该设计结合了之前研发的内窥镜的优点，因此治疗效果良好。第一层管子为光学结构，第二层管子为管腔内装有箱丝圈制造的灯泡和水冷结构，最外层为标注刻度随时提醒医生探测的深度。

内窥镜经历了硬管式内窥镜、半曲式内窥镜、纤维内窥镜、电子内窥镜四个阶段。因技术的进步，内窥镜影像也发生了质的变化，如今内窥镜的使用更加普及，所需要的是更加小型化、多功能、高像质的影像。

1960年美国膀胱镜制造者公司制作出第一个商业纤维镜。该纤维镜小巧灵活，采用冷光源，使光亮较强，可以发现小病灶。摄影技术的发展，内窥镜装置及其他手术产品不断改进。内窥镜不但应用于医疗诊断，还能够应用于手术治疗。1983年美国伟伦（Welch Allyn）公司研发出了高性能微型图像传感器（charge couple device），并代替了光导纤维导影术，内窥镜发展进入新的阶段[2]。2000年以后，科学技术发展更加迅速，超声探头和三维探头的发展使内窥镜胶囊胃镜和超声内窥镜被制造出来。电子计算机技术的不断进步，不仅让电子内窥镜的图像更加清晰，还能够让医生通过影像的不同颜色看到组织中不同的结构。利用内窥镜诊断治疗，患者的不适感得到缓解，能够提升用户体验，还能够进行远程教学。因此，科技的发展是医疗产品设计改革和创新的重要因素。

现代医疗产品中，医疗机器人是最受瞩目的产品。医疗机器人是指用于医院、诊所的医疗或者医疗辅助机器人。可以通过编程来改变机器人的行动程序，主要分为诊断机器人、手术机器人、康复机器人、护理机器人。达芬奇手术机器人是医疗人工智能（AI）领域中非常重要的案例，香港中文大学教授欧塞缪尔·奥（Samuel Au）是达芬奇手术机器人的研发者[3]，2016年前一直在美国直觉外科公司（Intuitive Surgical）工作。欧塞缪尔教授在介绍达芬奇手术机器人时指出：“达芬奇手术机器人可以远程监测病人的身体，可以进行手术及检查，她非常灵活，可以根据病情不断地加入传感器，可以进行及其准确的切割。”达芬奇手术机器人以麻省理工学院手术机器人技术为基础，后来与IBM、麻省理工学院联合并进一步研发。该机器的研发理念为利于微创手术的方法进行复杂的手术，该产品在普通外科、泌尿外科、妇科、心脏手术等科室中均已普及。

微创手术是较常应用手术机器人的外科手术，《财富》杂志评价医疗机器人的未来：机器人实施的腹腔镜手术比人强;机器人可以远程感应人体器官，并拥有更好的视觉质量;新型的设备价格更便宜，未来会有更多医院购买手术机器人，已经购买的医院已经考虑购买第二代的手术机器人。设计师参与到手术机器人的设计项目中，对手术机器人的外观及其部分功能进行设计，使机器人更美观、更人性化。这是设计擅长的领域，它充满了美感、想象和实用性，能够改变人与机器之间的沟通方式和交互方式。设计对现代医学的发展具有不可忽视的作用，关注医生和患者的需求，把设计美学带入医学科学中，不仅能够提高医疗工作的效率，同时也能够使医疗过程更人性化。

2    中医治疗工具的设计

中国医学博大精深，强调人与自然和谐统一的价值理念。中国医学的理念源于《周易》，并提出阴阳学说，认为生命乃是阴阳两种气体在人体的循环，并把万事万物归结于五种类别的事物——金、木、水、火、土，并将其称之为“五行”。五行之间存在相生相克的关系。阴阳五行学说是逐渐发展而成的，其在《黄帝内经》中体现最为深刻，从某种意义上说，该学说是中国哲学与医学结合的体现[4]。中医来源于中国先民超群的智慧和丰富的经验，并将这些经验总结提炼出来，形成著作流传至今。现代医学承袭了中国医学的精髓，通过中西医结合的方式，不断创新发展，为人类的幸福作出贡献。

在考古工作中，人们发现对针灸穴位最早的研究是现存张仲景博物馆的《人体穴位陶俑》。这是一具东汉末年的陶俑，采用女人体医学模型对穴位进行研究。通过女人体穴位，我们可以发现该陶俑的创作者既是雕刻家也是医者，陶俑既具有科学性，又具有审美性。经过时间的侵袭，该雕像已经失去了双臂和左腿，雕刻者试图摒弃人体的细节，把重点放置于人体的穴位。通过该雕像，我们可以更好地了解到古人对人体结构和穴位的理解[5]。

针灸起源于中国古人对人体解剖学的认识，中国古代解剖学发展的鼎盛时期为北宋时期，出现了两本解剖书籍，皆在解剖史上占有重要的地位。一本是《欧希范五脏图》，另一本为《存真图》。中国解剖学的发展历史悠久，与中医息息相关。《欧希范五脏图》是中国最早的解剖著作。宋仁宗庆历年间（1041—1048），广西官府处置欧希范等五人死刑，并解剖五脏绘制成图。由宜州官员吴简和医师共同解剖研究，再由画工宋景绘制成图，这就是后来大家看到的《欧希范五脏图》，其在沈括著作《梦溪笔谈》中有所记载，但现在已经遗失。《欧希范五脏图》不仅意味着古人对生理解剖领域有一定的认识，而且在病理解剖领域也有进一步研究。

宋徽宗崇宁年间（1102—1106）绘制的《存真图》，是中国人体解剖图谱中非常重要的作品，属于脏象著作，其研究内容比《欧希范五脏图》更加深入。北宋统治者下令将死囚的尸体进行解剖并绘制成图，由杨介进行校正，订制成书。该书又名为《存真环中图》，“存真”古代指脏腑，“环中”为经络。该书用线的方式描绘了从咽喉到胸部的解剖图解，而且诠释了人体的精血和经络系统，该书包括“肺侧图”“心气图”“气海横膜图”“脾胃包系图”“二分水阑门图”“命门、大小肠膀胱之系图”等多幅图片。作者观察细致，刻画栩栩如生，惟妙惟肖，是我国较早进行的人体解剖研究。该书推进了宋代人体解剖学的发展，是一本珍贵的医学书。

中国的解剖理论著作不同于西方解剖理论，更注重“天人合一”的思想。该著作比安德烈·维萨里（Andreas Vesalius）所著的《人体构造》早400多年，奠定了医疗解剖学的基础。编撰《欧希范五脏图》共解剖了50多具尸体，对尸体的喉部、腹部都有较深入的研究。北宋经济文化发展繁荣，是中国封建社会发展的巅峰，因此，北宋时期的科学技术也发展迅速。

3    结语

在医学科学演变发展的历史长河中，中西方医疗工具设计是设计、医学、技术三者关系的代表性案例，文章通过整理和分析，试图找到三者关系的内涵和意义。医疗产品设计通过精准的医学科学和技术，能够设计出高效率和高性能的产品。该产品服务于人类，能够缓解人类的痛苦，提高人类生活质量，具有重要的社会价值。同时，设计、医学、技术之间具有辩证关系，它们相辅相成，不可分割。但在某些设计中，错误地使用技术，也会产生一些不良的医疗后果，造成设计伦理方面的问题出现。这些现象需要业内专家学者对其进行深入分析和总结，探索其规律，并提出相应的设计政策，使设计师在设计时具有警醒意识。

参考文献：

[1][美]羅伊·波特.剑桥医学史[M].长春：吉林人民出版社，2000：110.

[2]秦惠基.医学创新由来[M].北京：人民军医出版社，2006：75.

[3]王豫，樊瑜波.医疗机器人[M].北京：机械工业出版社，2019：137-147.

[4]马伯英.中国医学文化史（上卷）[M].上海：上海人民出版社，2010：191.

[5][英]玛丽·道布森.疾病图文史[M].北京：金城出版社，2016：290.