原创第篇工业40与城市医疗健康产

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摘要第四次工业革命对人类发展尤其是对个人健康和医疗健康事业发展影响深远，世界经济论坛组织（WEF，WorldEconomicForum）在健康与保健全球未来理事会-（GlobalFutureCouncilontheFutureofHealthandHealthcare）上发布的“健康与医疗健康的未来”报告，描述了第四次工业革命下新兴技术对人类医疗领域带来的众多影响和改变。本文梳理了第四次工业革命中的新技术运用，并结合报告内容和国内外主要城市在医疗健康领域的发展情况，讨论了新兴技术在医疗健康领域应用过程中对城市社会产生的影响，并就我国城市医疗产业发展提出了相关建议。关键词第四次工业革命；生物医疗；医疗健康产业；城市治理

年，世界经济论坛全球未来理事会发布了《健康与医疗健康的未来》（HealthandHealthcareintheFourthIndustrialRevolution）的研究报告，对人类健康和医疗健康事业发展进行了较为全面的探讨,并针对人工智能和区块链等新技术背景下，如何使城市和社会适应健康和保健生态系统的快速变化提出了相关政策建议与治理方案。

一、工业4.0时代医疗健康事业创新的背景

医疗健康事业始终是全球人类共同关心的话题，人口的膨胀和老龄化问题，以及各地不断爆发的各类传染病疫情，使得各国在医疗健康方面的成本和投入持续走高，而随着科学技术的进步，包括一些系列新医学技术的运用和普及，以及健康医疗领域的数字化建设，都加快了医疗健康事业的创新步伐。

图1推动医疗健康事业创新的几大方面

资料来源：AndreGoy,SaniaNishtar,VictorDzau,etc.HealthandHealthcareintheFourthIndustrialRevolution:GlobalFutureCouncilontheFutureofHealthandHealthcare-[R].:WorldEconomicForum,.

第四次工业革命即工业4.0开启了医疗健康领域的数字化、信息化革命。世界经济论坛全球未来理事会的报告涵盖了第四次工业革命了下生物技术的医学突破、医疗数据库建设、远程医疗与医疗机器人等发展现状和趋势，介绍了精准医疗、免疫治疗、基因工程和再生医学等技术的发展。

由于城市成为人口越来越积聚的场所，又引领着健康科技的发展，因此，数字化和信息化的革命，在显著改善个人诊疗效果和促进城市医疗健康事业发展的同时，也为城市社会治理带来了新的挑战。

二、工业4.0时代医疗健康科技发展的主要内容

伴随着生物技术等先进技术的进步和在医学领域的广泛应用，大大提高了医学技术手段并改善了相关医学疗法，同时，其他先进技术的使用和推广，也推动着医疗健康领域的革命性发展。

（一）生物技术在医疗上的运用与革新

1、基因工程

基因工程利用生物技术对个体的遗传物质进行精确编辑以治疗因基因缺陷造成的基因疾病。资料显示，有超过一万种人类疾病是由基因突变引起的。[1]目前，基因工程已广泛应用于治疗包括血红蛋白病、地中海贫血症、视网膜营养不良症和杜氏肌营养不良症等多个基因缺陷疾病，包括体内基因和体外基因治疗的临床应用也不断涌现。

2、再生医学

再生医学包括治疗性干细胞的培养和使用、组织工程和人工器官的产生，[2]随着人口老龄化加剧，器官组织的衰竭使得许多疾病无法得到根治，而再生医学的内涵便是通过再生、修复或替换受损或病变的细胞、器官或组织的方法，达到完全治愈受损的组织或器官的目标，再生医学正将医学带向“细胞如药丸”的方向发展。除器官移植之外，再生医学还涉及免疫系统、神经系统领域的治疗，并为解决某些皮肤疾病、骨科疾病和心血管疾病提供了新的解决方案。报告指出，再生医学与基因工程的结合对解决免疫排斥问题有关键作用，再生医学拥有极大的发展潜力。

3、免疫疗法

免疫疗法是一种利用免疫系统来治疗疾病的概念，过去几年里，美国批准了30多种免疫治疗药物的使用。随着单克隆抗体识别癌细胞法、肿瘤蛋白片段引起免疫反应法、细胞疗法、病毒免疫法以及嵌合抗原受体T细胞疗法等一系列治疗癌症的免疫疗法的诞生，免疫疗法逐渐发展成为继手术、放疗、化疗和靶细胞疗法后第五种医治癌症的手段。

4、精准医学

精准医学是依据患者内在生物学信息以及临床症状和体征，对患者实施关于健康医疗和临床决策的量身定制，旨在利用人类基因组及相关系列技术对疾病分子生物学基础的研究数据，整合个体或全部患者临床电子医疗病例。

近年来，随着基因技术进步，特别是自人类基因组测序项目开展以来，加速了生物靶向治疗疾病的发展。同时揭示了癌症令人印象深刻的生物异质性，最大限度避免“一刀切”的疗法，降低了医疗成本，精准医学更对人类医疗健康体系的建设具有非凡意义。

（二）纳米技术与医疗“物联网”

1、纳米技术

纳米技术是处理尺寸小于纳米结构的新兴技术，其在纳米尺度上改变物质生化属性，涉及的领域十分众多。而纳米技术在医学上的运用也越例如金纳米粒子治疗癌症以及重新编码DNA链将其作为药物携带体等。

2、医疗“物联网”

“物联网”成为许多城市建设的重要一环，医疗物联网（IOMT）便是物联网技术的医疗应用，其中“物”代表了医患及通过网络进行信息互联的设备，“联”就是指信息的交互，这样构成了一张“网”，个人数字设备、医疗设备、医药学植入物等其他传感器之间连接起来，以便传感器收集数据并处理和分析，微处理器使丰富的图形用户界面成为可能。新传感器、智能芯片、纳米工艺等新兴技术也推动了医疗物联网的发展。例如通过管理慢性疾病和监测住院患者来提高服务质量，以及其他如远程医疗、虚拟家庭助理、个人健康追踪、应急医疗系统等诊疗监测方式。

（三）新兴技术在医疗上的应用

第四次工业革命中出现的人工智能、大数据分析、区块链、视觉增强技术（AR）以及虚拟现实技术（VR），在用于改进医疗中的诊断方式和分析处理医疗信息方面效果显著。

1、人工智能

在人工智能（AI）中，机器通过编程来开发来自我学习，获得一定的认知功能以解决某些问题，人工智能具有增强人类智力的潜力。报告指出，自年以来，受大脑结构和功能的启发和算法上的突破，计算机在深度学习上取得了重大成功，人工智能技术越来越多地被用于处理医疗数据，这大大提高了诊疗效果，尤其是降低了误诊率。

表1人工智能在医疗健康方面的应用

资料来源：AndreGoy,SaniaNishtar,VictorDzau,etc.HealthandHealthcareintheFourthIndustrialRevolution:GlobalFutureCouncilontheFutureofHealthandHealthcare-[R].:WorldEconomicForum,.

2、大数据

大数据（bigdata）是指无法在一定时间内用常规软件工具对其内容进行抓取、管理和处理的数据集合。卫生和保健系统中的数据十分庞杂，也包括基因组和药物基因组数据，此外，可穿戴设备中的传感数据（如个人运动健康数据）、用户数据（如网络社交内容和浏览记录）、个人数据（如消费记录）等，这些信息都可能成为医疗健康提供者和决策者进行分析和预测的参考指标，有助于医疗决策以解决医疗中的低效率问题。通过在医疗卫生系统中进行大数据分析处理,非常有助于降低个人和政府的医疗成本。

3、区块链

基于其创造数字记录的能力，区块链有可能彻底改变医疗记录的处理和共享模式。它不仅能记录数字事件、在各方之间实现对等共享，同时能够在病人、医生、支付者和其他来源（雇员健康方案、可穿戴监测设备等）之间交换复杂的健康数据，提高数据真实性、可靠性，克服当前健康信息系统中的不当操作和成本损失。但也需规范它的运用，这就要求建立适当的保障措施，例如完善与区块链网络治理有关的标准和道德，明确以数据为中心的安全公司、用户、政府等各方的职责，同时保障个人隐私和数据安全，此外，数据量的增加带来存储等问题，推进新的数据存储机制，如云数据或链外数据存储建设。

4、VR技术/AR技术

虚拟现实（VR）是一种通过计算机生成的模拟现实环境或情况，从而给人以环境沉浸感的实用技术，增强现实（AR）是一种通过计算机将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，广泛运用于多媒体、三维建模、实时跟踪等领域，作为增强人机交互能力的技术，两者在改变医疗格局方面都有很大的潜力。鉴于VR技术提供了更多的干预途径并且不受空间限制，目前，虚拟现实和增强现实技术被运用在促进精神健康状况的治疗方案中，例如其在治疗创伤后应激障碍（PTSD）和恐惧症上有很好的效果。此外，一些新兴科技企业也在积极开发运用上述两种技术的医疗设备，例如将可穿戴技术转化为自闭症患者的神经辅助设备、提高静脉注射成功率的静脉可视化设备等。

（四）现代医疗器械

1、3D打印器械

3D打印通过逐层打印材料，从数字设计中创建出一个三维的物理对象，医疗中的应用也比比皆是，假肢的设计制造很大程度上受益于采用3D打印，还有制造辅助医疗设备、支架和固定器等，这些设备根据专门为用户量身定。3D打印技术还用于制药领域，例如精确控制药物剂量、形状或摄入形式以满足像儿童这样的特殊人群，3D打印也可以将多种药物组合成一种药丸以便每天服用多种药物的病人。年，一种为“Spriteam”的癫痫药物在美国诞生，这是美国食品和药物管理局批准的首个在人体内使用的3D打印药物。随着3D打印药物越来普及，有关对3D打印药物的质量监管问题也成为监管部门重点考虑的内容。

2、机器人和无人机

机器人与数字技术、人工智能、VR和AR的接口结合起来，以解决医疗中的关键挑战，例如协助医生提高手术精确度、照顾老人和照护病人方面，机器人让更多医护人员从繁琐的任务中解放出来，大大减轻了医护人员日常的工作压力。

无人机作为一项非常成熟的生产工具，近年来也频繁应用于医疗领域。在应对年海地地震和年台风海燕的过程中，无人机被用来勘测灾情和运送、分配医疗物资，保障了药品资源的快速送达。无人机在药物、疫苗及医疗设备的运输上有着巨大潜力，目前有多个国家正在测试或已投入使用无人机来运输药品。

3、个人可穿戴设备

智能手环、智能手表等个人可穿戴设备的普及，也提高了个人健康的管理水平，大部分的可穿戴设备已经实现监测心率和记录多种运动数据的功能，而随着科技的进步，可穿戴设备也迎来了升级的时代，一些曾经需要专业设备测量的健康指标也可通过个人可穿戴设备进行测量，例如华为公司在最新的WatchGT2智能手表中新增了血氧饱和度检测功能，这大大提高了个人对自身健康状态的监测能力。

三、工业4.0时代数字医疗的城市发展态势

推进数字医疗建设是当前世界各城市的主要建设内容，数字医疗也大大提高了城市的医疗保障水平和相关服务能力，长远来看，在一定程度上降低了城市在医疗健康领域的支出成本。

（一）美国芝加哥和意大利博尔扎诺案例

1、“健康芝加哥2.0”

健康芝加哥2.0是美国芝加哥市的数字医疗建设方案，该计划旨在通过全市的智慧社区建设进而推进数字医疗和健康产业的发展。“健康芝加哥2.0”计划中将数字技术与行为科学紧密联系，通过新技术和创新的方式来管理和监督城市中涉及市民健康的行业和领域，例如，通过一种编程算法来追踪用户的推特（Twitter）信息来发现餐饮业中大众对食物中毒等的投诉情况，进而对相关单位进行精准检查。此外，在“健康芝加哥2.0”中，大数据分析也在改善公众健康方面提供了巨大数据支撑，例如，通过分析区域人群的健康数据、卫星遥感数据，实现对城市的健康管理和区域的环境治理。

2、博尔扎诺健康传感器计划

博尔扎诺是意大利一个老龄化较为严重的城市，为适应老龄人口的不断增加，该市实行了“健康传感器”计划,通过监测家庭环境,提高对城市老年人健康状况的监测能力，以针对性的改善居民生活环境。该计划充分利用新的传感器技术，收集包括一氧化碳、烟气、甲烷等气体信息，以及温度、湿度等环境信息。信息数据及时上传云端进行处理和分析，并作出及时反馈和报警，每户家庭可通过终端设备查看实时数据数据流，数据也作为医疗信息实时与相关医疗机构进行对接。该市2/3的老人表示这一举措提高了个人生活质量，并改善了诊疗效率。更重要的是，该市的老年人医疗保健相关费用的支出节省了31%。

（二）中国城市数字医疗建设和医疗健康产业发展

1、数字医疗和城市健康产业发展

年，中国卫生领域的投入费用达6.5万亿元，占GDP比重的6.6%，[2]《“健康中国”规划纲要》中也提出，年医疗健康服务总规模将突破16万亿元，[3]未来，中国医疗健康领域的需求将持续增长，尤其各地对数字医疗设施设备的需要将持续增长，相关医疗器械的研发和生产对医疗产业发展的影响十分巨大，以医疗影像诊断设备为例，这类大型数字医疗设备市场的不断壮大成为许多地方医疗产业不断发展的内驱力，而数字医疗器械丰厚的利润和市场前景，更激发了各地政府和企业在此产业中的投入。

以北京为例，北京坐拥丰富的信息人才和科研机构，强大的研发实力使其数字医疗建设水平跻身全国前列，加之庞大的城市人口和广阔的消费市场，北京的医疗产业活跃度也远超其他一线城市，并持续向长三角、珠三角、西部经济圈拓展，为产业纵深发展提供流动性。

表2数字医疗意向发展区域TOP5流入城市

资料来源：VB发展指数小组.VB医疗产业发展指数报告[Z].中国:蛋壳研究院,.

2、数字医疗和创新城市发展

城市中的新兴医疗企业一定程度上也代表了城市健康产业发展水平和城市数字医疗建设潜力。在“未来医疗强·中国医疗榜TOP”中，来自北京的企业数量高达45家，上海的企业有11家，杭州、成都、广州、武汉、深圳、苏州等城市的医疗企业也悉数上榜。数字医疗时代下，各地的健康产业发展呈现良好态势，而这些代表未来医疗的中国创新企业更为城市的数字医疗建设提供了关键推动力。

中国数字化医疗市场的变革正极大地改变着中国的医疗体系，其影响表现在多个方面，如对患者的诊疗和管理方式、医院的运营模式、药品和医疗器械的供应和使用方式，以及保险机构的产品结构和服务方式等，城市相关的健康产业布局和数字医疗建设已成为城市整体建设发展的重要一环。

四、工业4.0健康医疗科技发展与城市社会治理与监管的挑战

新技术的突破也给城市社会带来了新的挑战，如潜在的社会影响和安全隐患，与此同时，医疗模式、保健系统、监管架构和其他治理体系也在发生着变革，需要在城市医疗健康领域中形成一种广大群众充分参与、协调一致的集体治理框架，并融合进城市建设和治理体系中。

1、城市政府监管能力需要提升，实现新技术效益最大化

首先是注重安全监管。政府对新技术的监督和管理是患者安全接受新技术的重要保障，需要政府相关部门对现有的监管框架进行审查和调整，确保监管体制能适应新技术背景下的监管流程以达到监管效果，包括药理验证、药品生产和流通、诊疗等各环节，保障公民的医疗安全和健康。

其次是提高成本效益。伴随新技术而诞生的新疗法必须解决成本效益及受长期经济影响的难题，以实现技术迭代为大众带来更佳更实惠的医疗服务的目标。城市科研任务的立项和实施要做好充分的技术验证和市场调查，以避免财政的浪费和人力资源的浪费，并做好健康产业的发展规划，发挥医疗产业联动性和集群优势，以实现健康产业良性发展和各产业统筹发展。

2、城市重视社会影响和伦理约束，保障社会稳定

城市政府在医疗新技术应用中要注重伦理规范。新兴技术所产生的伦理问题可能对社会结构（如家庭）、信仰（如宗教）和文化规范（如对性、种族、残疾的态度）产生重要影响，如，基因组编辑技术的一系列隐忧很大程度上影响了相关公共政策的制定和施行。城市管理者在制定新的治理方案和框架时，要充分考虑社会潜在道德准则和大众的意见。政府部门应积极引导科学界与包括公众和社会、伦理和宗教团体在内的不同利益攸关方进行沟通，并依据历史、文化和社会特征，制定出具体的适合本地的行为标准或法律框架。

3、注重数据安全和隐私保护，