院前智能自測、院中自動篩查、院后全程管控……在新冠肺炎抗疫戰(zhàn)斗中，智能化解決方案發(fā)揮著重要作用。
記者/李荔 編輯/劉昭
新媒體編輯/陳炫之
【采訪專家】
董家鴻
中國工程院院士、清華大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院院長、北京清華長庚醫(yī)院院長、清華大學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院院長。國際著名肝膽外科專家和肝臟移植專家，首次提出"精準(zhǔn)外科"新理念，創(chuàng)立了精準(zhǔn)肝膽外科范式。
（中國科協(xié)調(diào)宣部、中國科協(xié)科學(xué)技術(shù)傳播中心推薦專家）
疫情期間，一大波"黑科技"大顯神通，筑牢了疫情防控圈。從居家自測的"新型冠狀病毒肺炎自測評估系統(tǒng)"，到20秒內(nèi)可自動篩查疑似新冠肺炎患者的"人工智能新冠肺炎診斷系統(tǒng)"，再到精準(zhǔn)高效的"康復(fù)人群信息化智能管控系統(tǒng)"等，數(shù)十項(xiàng)由清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)主持研發(fā)的新技術(shù)和新應(yīng)用在這場抗擊疫情戰(zhàn)斗的各個環(huán)節(jié)發(fā)揮著卓有成效的作用。
新冠肺炎期間，中國工程院院士、清華大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院院長董家鴻曾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)奔赴武漢開展實(shí)施智能化防控體系的建立，并一直在鄂協(xié)同開展救治工作。3月15日，遠(yuǎn)在武漢的董家鴻院士通過視頻連線接受了記者的采訪，詳細(xì)介紹了其團(tuán)隊(duì)奔赴武漢建立的"智能化疫情防控體系"的最新進(jìn)展，并就民眾關(guān)心的后疫情階段下的反思和全球疫情下的中國經(jīng)驗(yàn)共享等問題進(jìn)行了回應(yīng)。
院前：自測系統(tǒng)防擴(kuò)散，智能防控助追蹤
董家鴻院士說，新冠肺炎爆發(fā)初期，從醫(yī)院接診的實(shí)際情況看，存在大量人群涌入醫(yī)院排查新冠病毒感染的現(xiàn)象，極大地增加了非新冠感染人群在醫(yī)院里交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)；同時，導(dǎo)致醫(yī)療機(jī)構(gòu)超負(fù)荷運(yùn)行、診療效率降低、防疫物資嚴(yán)重浪費(fèi)，給醫(yī)院和社會造成極大壓力。
面對近期來勢洶洶的疫情，由清華大學(xué)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院、人工智能研究院與附屬北京清華長庚醫(yī)院共同研發(fā)的"新型冠狀病毒肺炎自測評估系統(tǒng)"（以下簡稱"新冠自測系統(tǒng)"），最首要的任務(wù)就是讓群眾具有自我健康評估能力，理性地做出保健和就醫(yī)選擇，避免不必要的恐慌。
▲"新型冠狀病毒肺炎自測評估系統(tǒng)"2月1日正式上線。圖為手機(jī)截屏
"新冠自測系統(tǒng)"的上線具有多方面重要意義。通過自測，可以強(qiáng)化大眾對新冠肺炎的科學(xué)認(rèn)識，幫助大家做好就醫(yī)前的居家分診，讓醫(yī)療機(jī)構(gòu)有限的人力、物力更加精準(zhǔn)地投入到確診/疑似患者，尤其是重癥患者身上，避免不必要的交叉感染，有效遏制新冠肺炎疫情蔓延擴(kuò)散。
居民登陸"新冠自測系統(tǒng)"，根據(jù)自身實(shí)際情況，在線回答問題后，系統(tǒng)將進(jìn)行智能分析，做出患病風(fēng)險(xiǎn)層級評估并給出保健和就醫(yī)指導(dǎo)意見。同時，這套"新冠自測系統(tǒng)"自上線后，直接免費(fèi)分享給全球使用，目前，已經(jīng)有20個國家累計(jì)一千余萬人次應(yīng)用了新冠肺炎自測評估軟件。
未來，他們希望這套系統(tǒng)可以應(yīng)用到全民個人健康狀況的評估，并將設(shè)計(jì)出針對不同疾病高風(fēng)險(xiǎn)人群，比如心血管疾病、肺病、腫瘤等高風(fēng)險(xiǎn)人群的自測評估系統(tǒng)。
第二個產(chǎn)品是針對社區(qū)的智能疫情防控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是通過讓社區(qū)居民自主測評，自動上報(bào)到社區(qū)中心的終端。這種智能化的手段替代了傳統(tǒng)人工效率低、容易疏漏的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)社區(qū)全人群的動態(tài)監(jiān)測和追蹤管控，大大提高了社區(qū)管控的精準(zhǔn)度和效率。
院中：智能分診降負(fù)荷、自動篩查助診斷
針對大量人群流入醫(yī)院造成交叉感染的問題，清華大學(xué)研發(fā)了"智能門診預(yù)檢分診系統(tǒng)"。這套系統(tǒng)能夠快速精準(zhǔn)地將就醫(yī)人群根據(jù)感染的風(fēng)險(xiǎn)高低進(jìn)行分類，感染風(fēng)險(xiǎn)高的到發(fā)熱門診，感染風(fēng)險(xiǎn)的低的到一般門診。這樣既快速地避免了交叉感染，同時也降低了發(fā)熱門診的負(fù)荷。
同時，針對疑似新冠肺炎患者的篩查問題，清華大學(xué)僅用15天就研發(fā)成功了人工智能新冠肺炎診斷系統(tǒng)。這套系統(tǒng)采用了特殊算法、高級算法、立體定量等多種核心技術(shù)，僅10秒就可以對新冠肺炎CT影像做出智能化診斷與定量評價(jià)。目前已經(jīng)有三萬多例診斷應(yīng)用，診斷準(zhǔn)確率達(dá)到98%。
▲智能診斷系統(tǒng)部署在中南醫(yī)院
董家鴻院士介紹，CT掃描目前已是新冠肺炎診斷的重要環(huán)節(jié)，但在影像診斷過程中，每位患者的CT檢查多達(dá)幾百幅甚至上千幅圖像，醫(yī)師要從龐雜的圖像特征中篩選出新冠肺炎所具有的特征，不僅要具備肺炎診斷經(jīng)驗(yàn)，還需要相當(dāng)長的觀察時間，這嚴(yán)重影響病例篩查效率。這套智能新冠肺炎的診斷系統(tǒng)，可以把病人的資料，包括流行病學(xué)史、癥狀和 CT影像導(dǎo)入到CT系統(tǒng)里。這一系統(tǒng)極大地提高醫(yī)院對新冠肺炎的診斷效率，為快速及時的救治提供了基礎(chǔ)。同時它能夠提高基層醫(yī)生的診斷能力，使得像二級醫(yī)院或者社區(qū)醫(yī)院，這些缺乏經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)生，也能夠通過人工智能輔助診斷系統(tǒng)進(jìn)行整體診斷。
不僅如此，清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)還研發(fā)應(yīng)用了隔離病房里的移動生理指標(biāo)監(jiān)測系統(tǒng)。目前這一系統(tǒng)可無線監(jiān)測一些重要指標(biāo)，比如監(jiān)測隔離病房里病人的體溫、心電、心率、呼吸以及氧飽和度等，可避免醫(yī)生、醫(yī)護(hù)人員和病人的直接暴露，降低了院內(nèi)感染的風(fēng)險(xiǎn)，同時還可以持續(xù)的提供病人身體指標(biāo)，為病情的準(zhǔn)確判斷和治療的決策提供依據(jù)。
此外，隔離病房里的機(jī)器人、取咽拭子機(jī)器人等智能設(shè)備正在臨床測試當(dāng)中。
院中：高通量數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)程會診無延時
2月25日，董家鴻院士到武漢雷神山醫(yī)院慰問醫(yī)護(hù)人員，為醫(yī)院新冠肺炎危重癥患者進(jìn)行5G遠(yuǎn)程會診。
提到目前遠(yuǎn)程醫(yī)療最大的難點(diǎn)，董家鴻院士說，一是病人的信息量很大，高通量的傳輸需要保真。比如圖像的傳輸需要保真清晰，患者肺部CT標(biāo)準(zhǔn)影像會包含5000到6000張連續(xù)圖片，文件容量多達(dá)幾百兆，以往的技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸。二是延遲問題使雙方交互存在障礙。
此次研發(fā)的遠(yuǎn)程移動協(xié)同診療系統(tǒng)克服了這幾個問題，一是應(yīng)用了先進(jìn)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(shí)現(xiàn)了超低時延的傳輸，遠(yuǎn)程專家實(shí)時同步參與診療；二是使用了獨(dú)創(chuàng)的影像增強(qiáng)算法，全面提升了遠(yuǎn)程端影像清晰度，讓遠(yuǎn)程專家可以看到和原圖一樣清晰的CT影像；三是視頻圖像的凍結(jié)技術(shù)，讓遠(yuǎn)程醫(yī)生可以凍結(jié)影像資料，進(jìn)行標(biāo)注和操作指導(dǎo)；四是全球多節(jié)點(diǎn)覆蓋，實(shí)現(xiàn)包括亞洲、歐洲、美洲等跨洲的高清音視頻溝通。
這套系統(tǒng)應(yīng)用后，提高了我國社區(qū)病人的管控效率和精準(zhǔn)性，提高了定點(diǎn)醫(yī)院病人救治的效能，還提高了基層醫(yī)院的診治能力。目前，這套遠(yuǎn)程會診系統(tǒng)已經(jīng)在5家醫(yī)院應(yīng)用，董家鴻院士參與的4個病例診療中有兩個通過會診調(diào)整治療方案，加速了病人的康復(fù)。3月16日，他們還會在雷神山醫(yī)院，針對危重的病人，進(jìn)行北京、上海、美國、澳洲等專家的聯(lián)合會診。
▲在雷神山醫(yī)院開展遠(yuǎn)程會診
院后：全流程康復(fù)管控，其他慢病可借鑒
在武漢疫區(qū)，病人康復(fù)后還要到隔離點(diǎn)再隔離14天。此前，前線工作人員在隔離區(qū)僅靠人力去了解康復(fù)人群健康狀況，信息匯總困難，且效率低。
董家鴻院士團(tuán)隊(duì)到武漢以后，通過與當(dāng)?shù)卣?、一線醫(yī)生座談和社區(qū)調(diào)研后，應(yīng)急花了兩天時間成功研發(fā)了"隔離區(qū)康復(fù)人群智能護(hù)航系統(tǒng)"，實(shí)現(xiàn)了對龐大康復(fù)人群的統(tǒng)一管理、實(shí)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的恢復(fù)情況。目前，這一系統(tǒng)管理了95個隔離區(qū)、1.1萬名康復(fù)患者，為全人群精準(zhǔn)管控提供了高效手段。
▲在沒有"院后隔離區(qū)康復(fù)人群的智能護(hù)航系統(tǒng)"之前，收集、處理一大堆紙質(zhì)材料是武昌區(qū)積玉橋街社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心之前的管理方法。
▲武昌區(qū)積玉橋街社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心已啟用智能護(hù)航系統(tǒng)來管理隔離人員
每個康復(fù)者可通過智能手機(jī)終端的問卷對自我健康狀況進(jìn)行評估，這些評估檢測的結(jié)果會共享到智能平臺，再匯總到每一個隔離區(qū)的終端，終端的醫(yī)生和護(hù)士以及管理人員就會了解隔離區(qū)所有康復(fù)者的狀況。而每一個隔離區(qū)的信息又匯集到區(qū)衛(wèi)健委、區(qū)政府，各方都可及時掌握康復(fù)全人群的健康狀況。不僅如此，這一平臺還可以統(tǒng)計(jì)每個隔離點(diǎn)床位的情況，預(yù)計(jì)康復(fù)者出院的情況，從而可輔助開展精準(zhǔn)地資源調(diào)配。
▲社區(qū)醫(yī)生使用"院后隔離區(qū)康復(fù)人群智能護(hù)航系統(tǒng)"的管理界面，為保護(hù)康復(fù)者隱私已模糊處理掉了敏感信息。
此外，隔離區(qū)的康復(fù)者還可以通過平臺，在隔離區(qū)與網(wǎng)格管理員、醫(yī)生和護(hù)士進(jìn)行互動和信息交互。比如向隔離區(qū)的管理員求助醫(yī)療方面或者生活上的幫助，提高康復(fù)人群在隔離區(qū)生活的個人體驗(yàn)感和滿意度。
未來，這個系統(tǒng)還預(yù)計(jì)為每一個康復(fù)者提供長期的觀察，直至最終健康。比如一年后，康復(fù)者的健康狀況如何？平臺還會定時的提醒這些患者做定期的隨診，到醫(yī)院去復(fù)查等，并進(jìn)行全程管理，保證每一個病人能夠完全康復(fù)。
事實(shí)上，這個系統(tǒng)對其他疾病也有普適性。一直以來，術(shù)后的管理是我國醫(yī)療體系中普遍存在的短板。通過康復(fù)人群管理系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)病人的全程管理以及動態(tài)監(jiān)控，盡早的發(fā)現(xiàn)新的問題并及時處理，這樣就可以大大的提高治療的效果。他們希望這一系統(tǒng)將來能為我國全人群、全周期、全方位的康復(fù)健康管理做出一些貢獻(xiàn)。
中國后疫情階段下的反思和中國經(jīng)驗(yàn)分享
"在后疫情階段，黨中央一定會組織全國的專家和領(lǐng)導(dǎo)以及相關(guān)人員來復(fù)盤、反思。" 董家鴻說，他個人對疫情認(rèn)識體會比較深的是：第一，新冠肺炎期間，我國的疾控體系存在嚴(yán)重的短板，包括疫情直報(bào)體系，整個疫情防控的分級診療體系、指揮體系等都值得反思。
二是這次疫情非常清楚地暴露了我國大部分社區(qū)醫(yī)療體系非常薄弱。社區(qū)醫(yī)療體系作為疫情防控的第一道防火墻，在此次疫情當(dāng)中基本沒有起到作用，處于"失守"的狀態(tài)。像武漢暴露問題比較嚴(yán)重的是，大量的病人都沒有通過社區(qū)接診，而是直接涌向了大醫(yī)院，導(dǎo)致武漢大醫(yī)院被擠爆，診療癱瘓，并使得院內(nèi)交叉感染非常嚴(yán)重。
同時，在一些地方的大醫(yī)院里，針對傳染病的治療防控設(shè)施也存在嚴(yán)重的不足。很多醫(yī)院都是疫情來了之后，才緊急地根據(jù)防控的要求，改造發(fā)熱門診和隔離留觀區(qū)。
董家鴻院士認(rèn)為，醫(yī)和衛(wèi)聯(lián)動、融合也值得反思。公共衛(wèi)生系統(tǒng)如何能夠深入到基層、社區(qū)，如何跟醫(yī)生們一起來發(fā)現(xiàn)疫情的苗頭并進(jìn)行防控也尤為關(guān)鍵。未來，我國應(yīng)著重考慮建強(qiáng)、建大公共衛(wèi)生系統(tǒng)，分級診療體系，特別是要完善社區(qū)的診療。
眼下，中國正在為世界各個地方的應(yīng)急防疫提供幫助。針對這些智能化疫情系統(tǒng)輸出到世界各國的問題，董家鴻院士也做出了回應(yīng)。
他說，中國經(jīng)驗(yàn)，在應(yīng)對全球疫情方面，具有非常重要的借鑒價(jià)值。我國在前期新冠肺炎病人救治當(dāng)中所獲得的很多經(jīng)驗(yàn)，可以被國際社會所采納。比如建方艙醫(yī)院、對輕癥病人的隔離處理、對重癥病人的積極監(jiān)護(hù)治療等。尤其在早期的干預(yù)，防止病人的重癥化，是降低死亡率的最主要的策略。
董家鴻院士說，目前，針對當(dāng)前全球疫情蔓延的趨勢，他們的這些智能產(chǎn)品已經(jīng)在全球范圍免費(fèi)分享，為全球防控做出中國貢獻(xiàn)。其中人工智能診斷系統(tǒng)已經(jīng)分享到美國、意大利、韓國等多個國家。目前，美國麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)提出要與他們合作，希望通過分享，他們可以在此基礎(chǔ)上做一些更適合美國國情的 "在地化"開發(fā)。
而目前"新冠肺炎自測評估系統(tǒng)"免費(fèi)提供了英語、日語、韓語、波斯語和意大利語等5個語種的版本，基本覆蓋了大部分的各國民族所需。任何全球的居民只要從網(wǎng)絡(luò)上下載就可以自測。同時，團(tuán)隊(duì)也在持續(xù)關(guān)注非洲的進(jìn)展，未來需要的話，他們還會面向非洲進(jìn)行相應(yīng)的版本翻譯。
出品：科普中央廚房
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