從2020年1月25日(大年初一)開始,清華大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院、精準醫(yī)學(xué)研究院、人工智能研究院等機構(gòu)的臨床醫(yī)學(xué)與信息科技專家,組成8支科技攻關(guān)突擊隊。經(jīng)過一個月的時間,共研發(fā)出10個智能化技術(shù)產(chǎn)品,為疫情智能防控提供了一套整體解決方案。對此,健康報記者近日專訪中國工程院院士、清華大學(xué)附屬北京清華長庚醫(yī)院執(zhí)行院長董家鴻,請他暢談數(shù)字技術(shù)在疫情防控中的作用,及未來應(yīng)用前景。
健康報:1個多月前,清華大學(xué)聯(lián)合中國醫(yī)師協(xié)會組成遠程醫(yī)療隊,由您帶隊赴武漢。您和團隊在武漢的主要任務(wù)是什么?目前進展如何?
董家鴻:2月25日,受國務(wù)院新冠肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控機制醫(yī)療救治組派遣,我?guī)ьI(lǐng)清華大學(xué)和中國醫(yī)師協(xié)會組成的國家遠程醫(yī)療隊赴鄂工作組馳援武漢。醫(yī)療隊抵達武漢后,迅速在雷神山醫(yī)院、武漢協(xié)和醫(yī)院西院區(qū)、中南醫(yī)院和天佑醫(yī)院部署應(yīng)用了清華大學(xué)系列創(chuàng)新研發(fā)的智能新冠肺炎診治醫(yī)療技術(shù)產(chǎn)品。
我們通過調(diào)研獲悉了社區(qū)需求,專門研發(fā)出針對隔離區(qū)康復(fù)人群的人工智能監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)對康復(fù)隔離人群高效、精準的監(jiān)測服務(wù)。到目前為止,已為160個隔離區(qū)的1.6萬多名康復(fù)患者提供精準服務(wù)。此外,隔離病房機器人、核酸檢測用取咽拭子機器人等人工智能設(shè)備研發(fā),都已部署到一線醫(yī)院進行臨床測試。
當前,疫情呈現(xiàn)出全球大流行態(tài)勢。我們將自主創(chuàng)新研發(fā)疫情防控人工智能系統(tǒng)和遠程診療系統(tǒng),全部無償提供給國際社會應(yīng)用。同時,研發(fā)團隊愿意在技術(shù)層面開展合作研發(fā),為推動中國系統(tǒng)實現(xiàn)本地化貢獻力量。
其中,新冠病毒感染自測評估系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)公開發(fā)布,已翻譯成英語、日語、韓語、波斯語和意大利語5個外語版本,有25個國家2000多萬民眾下載使用。另外,新冠肺炎人工智能診斷系統(tǒng)是以中國數(shù)千例確診的病人資料為基礎(chǔ),攻克特殊算法和病變范圍立體定量等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)而成。該系統(tǒng)已分享到韓國、美國。
健康報:據(jù)了解,您去武漢前,已經(jīng)開始了“清華COVID-19智能防控系統(tǒng)”的研發(fā)工作。其應(yīng)用范圍和效果如何?
董家鴻:疫情暴發(fā)后,清華大學(xué)第一時間緊急組建醫(yī)工結(jié)合的科技攻關(guān)突擊隊,由北京清華長庚醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)專家和清華大學(xué)多院系人工智能及新一代信息技術(shù)專家組成8個攻關(guān)組,分別針對疫情防控多個重要環(huán)節(jié),形成了針對新冠肺炎防控全鏈條智能解決方案,從院前到院中并延伸至出院后。居民個人感染自測系統(tǒng)、社區(qū)智能防控系統(tǒng)、智能輔助診斷系統(tǒng)、隔離病房巡診機器人等10個智能化抗疫科技成果相繼問世。隨即,清華大學(xué)向武漢市政府捐贈了全套設(shè)備,同時國家遠程醫(yī)療隊到武漢一線部署智能防控系統(tǒng)。
在院前防控方面,居民自測評估系統(tǒng)及社區(qū)疫情防控系統(tǒng)能對社區(qū)進行全人群監(jiān)測管理和動態(tài)追蹤;在醫(yī)院診療方面,智能輔助診斷系統(tǒng)在武漢大學(xué)中南醫(yī)院、武漢科技大學(xué)天佑醫(yī)院、雷神山醫(yī)院等重癥患者定點醫(yī)院使用,提高了診斷的準確率和效率,降低了醫(yī)生工作負荷;針對出院后隔離區(qū)康復(fù)人群的智能護航系統(tǒng),實現(xiàn)了對龐大康復(fù)人群的統(tǒng)一管理、實時監(jiān)測和長期隨訪觀察,評估和掌握康復(fù)者受損的器官功能及全身健康狀況的恢復(fù)情況等。
研發(fā)過程是緊張和艱辛的。在前期建立的臨床醫(yī)學(xué)研究CDR模式及醫(yī)工結(jié)合研究基礎(chǔ)上,團隊必須時刻關(guān)注新冠肺炎防控中的實際需求,緊急凝練出亟待解決的科學(xué)與技術(shù)問題。來到武漢以后,遠程醫(yī)療隊馬不停蹄開展調(diào)研,先后到武昌區(qū)政府,雷神山醫(yī)院、武漢大學(xué)中南醫(yī)院等8家定點醫(yī)院,以及江漢方艙醫(yī)院、武漢軟件職業(yè)工程學(xué)院隔離治療點進行系統(tǒng)的部署及實地調(diào)研。在武昌區(qū)中華街道,社區(qū)疫情智能監(jiān)測系統(tǒng)投入應(yīng)用,建立了以新冠肺炎康復(fù)人群持續(xù)追蹤管理為重點的社區(qū)網(wǎng)格化疫情防控體系。
針對在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)的迫切臨床需求,如降低防護服帶給醫(yī)務(wù)人員的工作負荷及醫(yī)療操作障礙、患者重癥化監(jiān)測與預(yù)警以及方艙、隔離區(qū)龐大康復(fù)人群的管控等重點問題,團隊啟動了新一輪的研發(fā)計劃,包括結(jié)構(gòu)化語音病歷、無線心肺聽診、可視化輸液穿刺技術(shù)、新冠肺炎重癥化預(yù)警系統(tǒng)等智慧醫(yī)療手段的研發(fā)。
健康報:去年,清華長庚醫(yī)院在全球率先實現(xiàn)了5G支持多中心遠程協(xié)同手術(shù)。在新冠肺炎疫情防控中,清華大學(xué)的遠程協(xié)同診療平臺突破了哪些難點?效果如何?
董家鴻:新冠病毒除了侵犯肺部,還會造成心、腎、腦等器官的傷害。通過使用遠程協(xié)同診療平臺,可以使后方多學(xué)科專家共同研討,提供聯(lián)合診療方案。
遠程醫(yī)療難點在于病人信息量巨大。比如,患者肺部CT標準影像會包含5000張~6000張連續(xù)圖片,文件容量甚至多達幾百兆,而以往的技術(shù)很難實現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸。另外,延遲問題使雙方交互存在障礙。
清華的遠程協(xié)同診療平臺克服了這幾個問題:一是應(yīng)用了先進的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),保證龐大數(shù)據(jù)通暢傳輸?shù)耐瑫r實現(xiàn)了超低時延的傳輸,遠程專家實時同步參與診療;二是使用了獨創(chuàng)的影像增強算法,全面提升了遠程端影像清晰度,讓遠程專家可以看到和原圖一樣清晰的CT影像;三是應(yīng)用了視頻圖像的凍結(jié)技術(shù),讓遠程醫(yī)生可以凍結(jié)影像資料,進行標注和操作指導(dǎo);四是全球多節(jié)點覆蓋,實現(xiàn)跨洲的高清音視頻溝通。
在武漢期間,遠程協(xié)同診療平臺在5家醫(yī)院得到應(yīng)用。我參加會診的4個病例中,兩個病例調(diào)整了治療方案,加速了康復(fù)。3月16日,雷神山醫(yī)院組織了一場跨國的多學(xué)科專家會診。在北京、上海,以及美國、澳洲的專家,利用遠程協(xié)同診療平臺進行了會診。
健康報:現(xiàn)在疫情防控已經(jīng)進入下半場,數(shù)字技術(shù)如何繼續(xù)發(fā)力?
董家鴻:“清華COVID-19智能防控系統(tǒng)”系列技術(shù)可望在后疫情時代轉(zhuǎn)換、拓展,應(yīng)用于傳染病和慢性疾病的全程管理,為全人群、全周期、全方位的健康管理提供信息化、智能化、現(xiàn)代化的服務(wù)工具。我認為,在疫情防控的下半場,數(shù)字技術(shù)將在以下方面繼續(xù)發(fā)揮作用:
一是出院患者可以通過智能手機答卷,填寫自我健康狀況并上傳,方便健康追蹤處理,并定時提醒復(fù)診。
二是智能護航系統(tǒng)可以對龐大康復(fù)人群進行統(tǒng)一管理、實時監(jiān)測和長期隨訪觀察,評估和掌握康復(fù)者受損的器官功能及全身健康狀況的恢復(fù)情況。
三是利用疫情地圖、周圍醫(yī)療資源、交通、移動通信、電商消費數(shù)據(jù)等大數(shù)據(jù)資料,建立病毒感染風(fēng)險預(yù)測系統(tǒng),提示相關(guān)區(qū)域的感染風(fēng)險。同時,結(jié)合自測系統(tǒng),引導(dǎo)疑似病例合理就診。
四是應(yīng)用數(shù)字技術(shù)加強對境外人員的管理,以及散發(fā)和輸入病例的防控。后疫情時期,應(yīng)組織相關(guān)領(lǐng)域?qū)<覍Ρ敬我咔榉揽刂斜┞兜膯栴}和短板進行全面復(fù)盤和系統(tǒng)分析。從醫(yī)生的視角來看,應(yīng)充分利用信息系統(tǒng)支撐平臺構(gòu)建區(qū)域分級防控體系,發(fā)揮基層醫(yī)療機構(gòu)、二級醫(yī)院、三級醫(yī)院的不同作用。
另外,云計算以強大的計算力及優(yōu)化人工智能算法,可以助力病毒基因測序、疫苗及藥物研發(fā)。區(qū)塊鏈疫情采集監(jiān)測系統(tǒng)可以分布式在線采集全人群健康狀態(tài)數(shù)據(jù)、外出情況和重大疫情防控信息,實現(xiàn)實時在線監(jiān)測防控的目標,提高監(jiān)測效率。
健康報:此次新冠疫情的防控,對大型公立醫(yī)院下一步發(fā)展有何啟示?
董家鴻:這次疫情暴露出的突出問題是基層醫(yī)療這第一道防火墻失守。武漢疫情暴發(fā)時期,大量病人沒有經(jīng)過社區(qū),直接涌入大醫(yī)院,造成醫(yī)院嚴重過載,病人不能得到及時診治。同時,大量人群在醫(yī)院內(nèi)聚集造成嚴重院內(nèi)交叉感染,成為疫情蔓延的重要因素。我們應(yīng)該深刻吸取經(jīng)驗教訓(xùn),重塑我國衛(wèi)生健康體系,尤其是充分發(fā)揮基層醫(yī)療機構(gòu)的作用,利用人工智能及信息技術(shù)平臺落實分級診療制度。
大型公立醫(yī)院在分級診療制度落地中扮演著至關(guān)重要的作用。在我看來,大型公立醫(yī)院應(yīng)著力于區(qū)域內(nèi)居民健康醫(yī)療服務(wù)體系的重建,通過信息化系統(tǒng)實現(xiàn)三級醫(yī)療機構(gòu)整合協(xié)同,真正建立以居民健康為中心的分級診療體系,為居民提供整合式、連續(xù)性、系統(tǒng)化的醫(yī)療健康服務(wù)。比如,幫助康復(fù)醫(yī)院、二級醫(yī)院及社區(qū)醫(yī)療中心提升醫(yī)療水平,設(shè)立醫(yī)師培訓(xùn)平臺等。
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