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抗疫·领航者|专访中国工程院院士董家鸿:数字技术与逆行者同行

发布时间 : 2020-03-26 11:42:24 作者 : 本站编辑 阅读量 : 25

习近平总书记指出:“要鼓励运用大数据、人工智能、云计算等数字技术,在疫情监测分析、病毒溯源、防控救治、资源调配等方面更好发挥支撑作用。”

从1月25日(大年初一)开始,清华大学临床医学院、精准医学研究院、人工智能研究院等机构的临床医学与信息科技专家,组成8支科技攻关突击队。经过一个月的时间,共研发出10个智能化技术产品,为疫情智能防控提供了一套整体解决方案。对此,健康报记者近日专访中国工程院院士、清华大学附属北京清华长庚医院执行院长董家鸿,请他畅谈数字技术在疫情防控中的作用,及未来应用前景。

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健康报:1个多月前,清华大学联合中国医师协会组成远程医疗队,由您带队赴武汉。您和团队在武汉的主要任务是什么?目前进展如何?

董家鸿:2月25日,受国务院新冠肺炎疫情联防联控机制医疗救治组派遣,我带领清华大学和中国医师协会组成的国家远程医疗队赴鄂工作组驰援武汉。医疗队抵达武汉后,迅速在雷神山医院、武汉协和医院西院区、中南医院和天佑医院部署应用了清华大学系列创新研发的智能新冠肺炎诊治医疗技术产品。

我们通过调研获悉了社区需求,专门研发出针对隔离区康复人群的人工智能监测系统,实现对康复隔离人群高效、精准的监测服务。到目前为止,已为160个隔离区的1.6万多名康复患者提供精准服务。此外,隔离病房机器人、核酸检测用取咽拭子机器人等人工智能设备研发,都已部署到一线医院进行临床测试。

当前,疫情呈现出全球大流行态势。我们将自主创新研发疫情防控人工智能系统和远程诊疗系统,全部无偿提供给国际社会应用。同时,研发团队愿意在技术层面开展合作研发,为推动中国系统实现本地化贡献力量。

其中,新冠病毒感染自测评估系统通过互联网公开发布,已翻译成英语、日语、韩语、波斯语和意大利语5个外语版本,有25个国家2000多万民众下载使用。另外,新冠肺炎人工智能诊断系统是以中国数千例确诊的病人资料为基础,攻克特殊算法和病变范围立体定量等关键技术研发而成。该系统已分享到韩国、美国。

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健康报:据了解,您去武汉前,已经开始了“清华COVID-19智能防控系统”的研发工作。其应用范围和效果如何?

董家鸿:疫情暴发后,清华大学第一时间紧急组建医工结合的科技攻关突击队,由北京清华长庚医院临床医学专家和清华大学多院系人工智能及新一代信息技术专家组成8个攻关组,分别针对疫情防控多个重要环节,形成了针对新冠肺炎防控全链条智能解决方案,从院前到院中并延伸至出院后。居民个人感染自测系统、社区智能防控系统、智能辅助诊断系统、隔离病房巡诊机器人等10个智能化抗疫科技成果相继问世。随即,清华大学向武汉市政府捐赠了全套设备,同时国家远程医疗队到武汉一线部署智能防控系统。

在院前防控方面,居民自测评估系统及社区疫情防控系统能对社区进行全人群监测管理和动态追踪;在医院诊疗方面,智能辅助诊断系统在武汉大学中南医院、武汉科技大学天佑医院、雷神山医院等重症患者定点医院使用,提高了诊断的准确率和效率,降低了医生工作负荷;针对出院后隔离区康复人群的智能护航系统,实现了对庞大康复人群的统一管理、实时监测和长期随访观察,评估和掌握康复者受损的器官功能及全身健康状况的恢复情况等。

研发过程是紧张和艰辛的。在前期建立的临床医学研究CDR模式及医工结合研究基础上,团队必须时刻关注新冠肺炎防控中的实际需求,紧急凝练出亟待解决的科学与技术问题。来到武汉以后,远程医疗队马不停蹄开展调研,先后到武昌区政府,雷神山医院、武汉大学中南医院等8家定点医院,以及江汉方舱医院、武汉软件职业工程学院隔离治疗点进行系统的部署及实地调研。在武昌区中华街道,社区疫情智能监测系统投入应用,建立了以新冠肺炎康复人群持续追踪管理为重点的社区网格化疫情防控体系。

针对在调研中发现的迫切临床需求,如降低防护服带给医务人员的工作负荷及医疗操作障碍、患者重症化监测与预警以及方舱、隔离区庞大康复人群的管控等重点问题,团队启动了新一轮的研发计划,包括结构化语音病历、无线心肺听诊、可视化输液穿刺技术、新冠肺炎重症化预警系统等智慧医疗手段的研发。

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健康报:去年,清华长庚医院在全球率先实现了5G支持多中心远程协同手术。在新冠肺炎疫情防控中,清华大学的远程协同诊疗平台突破了哪些难点?效果如何?

董家鸿:新冠病毒除了侵犯肺部,还会造成心、肾、脑等器官的伤害。通过使用远程协同诊疗平台,可以使后方多学科专家共同研讨,提供联合诊疗方案。

远程医疗难点在于病人信息量巨大。比如,患者肺部CT标准影像会包含5000张~6000张连续图片,文件容量甚至多达几百兆,而以往的技术很难实现大规模数据传输。另外,延迟问题使双方交互存在障碍。

清华的远程协同诊疗平台克服了这几个问题:一是应用了先进的数据压缩技术,保证庞大数据通畅传输的同时实现了超低时延的传输,远程专家实时同步参与诊疗;二是使用了独创的影像增强算法,全面提升了远程端影像清晰度,让远程专家可以看到和原图一样清晰的CT影像;三是应用了视频图像的冻结技术,让远程医生可以冻结影像资料,进行标注和操作指导;四是全球多节点覆盖,实现跨洲的高清音视频沟通。

在武汉期间,远程协同诊疗平台在5家医院得到应用。我参加会诊的4个病例中,两个病例调整了治疗方案,加速了康复。3月16日,雷神山医院组织了一场跨国的多学科专家会诊。在北京、上海,以及美国、澳洲的专家,利用远程协同诊疗平台进行了会诊。

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健康报:现在疫情防控已经进入下半场,数字技术如何继续发力?

董家鸿:“清华COVID-19智能防控系统”系列技术可望在后疫情时代转换、拓展,应用于传染病和慢性疾病的全程管理,为全人群、全周期、全方位的健康管理提供信息化、智能化、现代化的服务工具。我认为,在疫情防控的下半场,数字技术将在以下方面继续发挥作用:

一是出院患者可以通过智能手机答卷,填写自我健康状况并上传,方便健康追踪处理,并定时提醒复诊。

二是智能护航系统可以对庞大康复人群进行统一管理、实时监测和长期随访观察,评估和掌握康复者受损的器官功能及全身健康状况的恢复情况。

三是利用疫情地图、周围医疗资源、交通、移动通信、电商消费数据等大数据资料,建立病毒感染风险预测系统,提示相关区域的感染风险。同时,结合自测系统,引导疑似病例合理就诊。

四是应用数字技术加强对境外人员的管理,以及散发和输入病例的防控。后疫情时期,应组织相关领域专家对本次疫情防控中暴露的问题和短板进行全面复盘和系统分析。从医生的视角来看,应充分利用信息系统支撑平台构建区域分级防控体系,发挥基层医疗机构、二级医院、三级医院的不同作用。

另外,云计算以强大的计算力及优化人工智能算法,可以助力病毒基因测序、疫苗及药物研发。区块链疫情采集监测系统可以分布式在线采集全人群健康状态数据、外出情况和重大疫情防控信息,实现实时在线监测防控的目标,提高监测效率。

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健康报:此次新冠疫情的防控,对大型公立医院下一步发展有何启示?

董家鸿:这次疫情暴露出的突出问题是基层医疗这第一道防火墙失守。武汉疫情暴发时期,大量病人没有经过社区,直接涌入大医院,造成医院严重过载,病人不能得到及时诊治。同时,大量人群在医院内聚集造成严重院内交叉感染,成为疫情蔓延的重要因素。我们应该深刻吸取经验教训,重塑我国卫生健康体系,尤其是充分发挥基层医疗机构的作用,利用人工智能及信息技术平台落实分级诊疗制度。

大型公立医院在分级诊疗制度落地中扮演着至关重要的作用。在我看来,大型公立医院应着力于区域内居民健康医疗服务体系的重建,通过信息化系统实现三级医疗机构整合协同,真正建立以居民健康为中心的分级诊疗体系,为居民提供整合式、连续性、系统化的医疗健康服务。比如,帮助康复医院、二级医院及社区医疗中心提升医疗水平,设立医师培训平台等。


文:健康报首席记者 姚常房 通讯员 金烁