2018年9月7日 星期五

.AI 如何實施監控重症監護全流程

CytoSorb and Critical Care Applications


來源: 动脉网



當患者進入了重症監護病房,那麼就等於將一切托付給了醫生。然而重症監護室監控的指標眾多,不同的患者需要關注的指標權重也各不相同,儘管醫生護士全神貫注處理病人相關的事項,失誤仍在所難免。


據數據顯示,美國2005年ICU錯誤發生率高達1497次/每萬人,其中嚴重威脅生命的佔13%;平均每人每天發生1.7個醫療錯誤,每年平均有9.8萬ICU患者死於醫療錯誤。不過,還有一個積極的數據顯示,在這些醫療失誤中,28%~84%都是可預防的,只是醫院需要找到一個,有效的途徑進行預防。

對岸中國情況也不容樂觀。隨著老齡化的到來,病人數量不斷增加,而醫生成長時間長,供求差額越來越大,專業醫生資源嚴重不足。

另一方面,目前很多疾病診療,缺乏適用於東方人群的專業指南,均靠醫生經驗判斷,而有經驗的臨床醫生非常有限。

ICU的情況則更為嚴峻,對於醫生而言,進入ICU的患者病情普遍多變複雜,綜合數據維度多達236項,遠超過了人力的控制範圍,難以精準評估病情變化。

對於患者而言,ICU的開銷不菲,人均消耗醫療費用RMB 75673元(年產生醫療費用1000多億元),可以說ICU是醫院中最「燒錢」的科室。

針對當前醫院ICU的痛點,地處杭州人工智慧小鎮的脈興醫療以ICU醫療大數據為基礎,搭建了病情評估系統,用人工智慧輔助預測病人病情發展趨勢,並衍生出呼吸機智慧管理系統、急性腎損傷(AKI)早期預警系統,用以為醫生提供輔助預警與決策,提高患者的生存率與預後效果。

目前脈興醫療的發展模式,透過數據結構化的累積,為ICU行業的AI賦能,力爭成為ICU行業的"零氪科技"。


以ICU為核心,深入臨床診斷系統細節
脈興醫療聚焦於建立重症,多參數智慧醫療大數據平台,為醫療大數據平台,以及AI產品研發提供數據源;並利用臨床數據通過NLP(自然語言處理)、圖像辨識、預測建模等機器學習的方法,研發臨床可用的醫療輔助決策系統,輔助醫生對患者病情進行精準判斷。

1、病情評估與死亡預測系統
脈興醫療的核心產品病情評估系統的核心,是一個基於MIMIC數據庫建立的病情評估模型,能夠即時分析臨床數據,把與疾病最相關的參數按照權重展示給醫生,並預測病情發展與死亡風險趨勢,輔助醫生運用自己的臨床經驗,快速進行臨床診療決策。

脈興自主研發的死亡預測模型,對患者死亡結果的預測準確率達到94%,而在協和醫院進行實例驗證時,準確率也到達了87%。


为ICU失误亮红灯,AI如何实施监控重症监护全流程



2、WeanDoc(人工智慧搭建呼吸機智慧管理系統)
在ICU科室,有50%以上的重症患者,可能會使用到機械通氣,而機械通氣的呼吸機的參數調整,與撤機時機的選擇,對臨床醫生的經驗要求較高。

WeanDoc可以在呼吸機使用初期,選擇合適的模式,設置參數提供合理的呼吸支持,去維持和改善病人的呼吸與生理情況,給治療原發疾病延長寶貴的治療時間。

針對不同的病人,採用不同的方案設置潮氣量(VT),呼氣末正壓(PEEP),吸入氧濃度(FiO2),以及呼吸頻率(RR)。當病人病情得到好轉,指導醫生適當時候合理減少呼吸支持,讓病人逐漸恢復自主呼吸,縮短使用時間,減少對呼吸機的依賴,提高疾病預後。

WeanDoc監控下的患者各項指標,均受到系統不間斷的看護,其感染風險、病人痛苦、醫療費用、呼吸機的使用時間,均有顯著的減少,而醫生在WeanDoc的協助下,也可減少失誤,即便是發生參數設置方向的失誤,也可即時糾正錯誤,避免嚴重影響,同時,這意味這醫護經驗較少的呼吸治療師,獲得了一位24小時陪伴的老師,醫院的人才缺口也會相應減少。

合作方是成功的關鍵因素之一
為瞭解脈興醫療ICU預警產品的實際情況,動脈網記者來到了協和醫院內科ICU(MICU),該項目是協和醫院內科ICU主任杜斌教授牽頭與脈興醫療合作的,杜斌教授是亞太危重病醫學協會(APACCM)主席,同時也是中國醫師協會重症醫學醫師分會會長,在ICU行業內具有非常高的地位。

作為脈興醫療的合作方,協和醫院內科ICU副主任翁授談到了如今數據庫的痛點:「就數據而言,北京每個醫院都有自己龐大的數據庫,但其中很多數據庫的數據是不完善、不規範的,是難以導出來進行臨床研究的,所以我們要做的首先是要做一個標準數據庫,但只是談標準化是不行的,需要先有人來試水。」

脈興醫療與協和一同建立了ICU科研大數據平台,能夠讓ICU的醫生實現自主使用ICU臨床數據,進行相關科研研究。目前脈興的科研平台,已經在北京多家醫院陸續部署,演示版在8月31日在脈興官網的案例展示中正式上線,希望有更多的ICU科室,加入進來一同參與標準的制定與維護。

翁利副教授會在今年9月8日的中國危重病醫學大會上,進行題為《ICU 專科數據庫的建立》的專題報告。

協和醫院在ICU方面非常注重數據的標準化,其數據結構完整、規範,能輕鬆導出以供算法進行學習,無需企業再花時間對數據進行處理,這是非常可貴的,因為有些數據由於某些指標的缺失,即便用心修復也無法得到目標的效果。

「協和醫院MICU能提供的病例不算多,總共2000多份患者的完整數據。但ICU數據不同於常規的醫療數據,以心率為例,我們5秒記錄一次數據,一天就有近17280次數據。

如果從整個時間線來看,每個患者檔案中存在的數據的量非常大,足以用於算法學習。此外,我們將算法訓練好後,不僅僅用於自己數據庫的測試,也會拿其他醫院進行驗證,這樣下來我們便能即時發現錯誤,並對算法進行調整」

所以,協和醫院這一合作對象為脈興向醫療AI頭部企業進軍打下良好基礎。

可植入是進入醫院關鍵
著眼於醫療資訊化的企業眾多,但使用AI輔助檢測的,卻寥寥無幾。然而有AI賦能並不能成為醫院選擇AI企業的理由,一般大型的資訊化公司,都為醫院打造了包含HIS、PACS、RIS,CDSS等成套的資訊化系統,醫院一旦選擇了這一解決方案,沒有理由再去為單一的AI賦能的CDSS系統買單。

脈興醫療顯然明白醫院資訊化的需求與問題所在,這一套整合科研平台+AI臨床應用的系統,可透過與醫療資訊化企業合作,接入資訊化企業的數據接口進行臨床應用。

核心在於下放基層
相對於群星雲集的大型教學醫院,基層醫院對這一ICU預警系統的需求更大。受制於資源分配的限制,基層醫院缺乏相應的人才,相應的醫療事故更為頻發;另一方面,醫院的規模也限制了醫療人才的流入,這是一個惡性循環的過程。

頻發的事故降低了基層醫院的聲望,加劇了居民湧向大型教學醫院的動機,這實際上是不利於分層診療政策的實施的。脈興醫療這一預警系統,不僅能夠降低基層醫院的事故發生率,提高基層醫療在居民心中的印象,還能不斷的給醫生護士,提出錯誤的關鍵,頻繁的糾錯可以讓醫生和護士的醫療水平,得到實質的提升。

一直以來,醫生都是醫院的核心,醫生的一舉一動關乎醫院的聲譽、發展;當AI作為醫生工作的一部分,可以一定程度上降低基層醫院和大型教學醫院的技術差距,這對於基層醫療的發展有一個長遠的推進作用。

未來可期
死亡預警系統只是脈興醫療的第一步,更重要的是在通過不斷的機器學習下,我們不僅僅可以給醫生提供警告,還能給出相應的決策。

翁利副主任告訴動脈網記者:「這個系統能夠幫我們即時糾正錯誤,但當錯誤發生時後我們應該怎麼做,這是不可預測的,醫生們只能根據自己的經驗,對設備的相關參數進行調整,而不能保證這樣調整,以後能對患者有積極的影響——這正是我們想要研究的。透過AI對數據庫的不斷分析,我們或許可以找出其中的規律,並作出最有利於患者的決策,但這需要很大的一個數據庫,我們也希望有更多的醫院與醫生加入我們一起建立行業數據標準,推動ICU行業智能化的發展。」

至今為止仍沒有一個具有說服力的標準,來對數據庫進行評價,但我們不能等到官方標準制定再作出決斷,先行一步絕無壞處。在接下來,脈興醫療將更加深入地與醫院端合作,從醫生與患者角度出發,幫助醫生研究,完善現有系統的交互設計,給予醫生更好的體驗,為患者提供更有保障的ICU服務。

另一方面,脈興醫療也將協助醫生,挖掘ICU各指標變動,對患者的長期影響,探尋病人病情惡化時的精準解決方案,將ICU變得更加智慧。






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