發(fā)布時間：2020-3-5
中國工程院院士董家鴻
遠程會診
清華大學(xué)捐贈設(shè)備物資
北京日報記者 劉歡
3月2日，習(xí)近平總書記先后來到軍事醫(yī)學(xué)研究院、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院，考察新冠肺炎防控科研攻關(guān)工作，他強調(diào)，人類同疾病較量最有力的武器就是科學(xué)技術(shù)，人類戰(zhàn)勝大災(zāi)大疫離不開科學(xué)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。疫情防控，一大批產(chǎn)自清華大學(xué)的科技新武器正在增援抗“疫”一線——
1 5G遠程會診顯身手
2月25日，武漢雷神山醫(yī)院。
剛剛抵達武漢的董家鴻，正在參加一場特殊的會診。身處雷神山醫(yī)院的他，與北京、上海等地的專家，借助5G網(wǎng)絡(luò)，共同為一位新冠肺炎危重癥患者會診。
患者68歲，住在醫(yī)院感染一科ICU病區(qū)。“患者基礎(chǔ)疾病較多，2月10日轉(zhuǎn)入武漢雷神山醫(yī)院，這幾天病情急劇惡化，出現(xiàn)呼吸循環(huán)衰竭和多器官功能障礙。經(jīng)過ICU全體醫(yī)護人員積極治療，患者生命體征趨于平穩(wěn)，但仍需呼吸機輔助呼吸和床旁血液透析維持腎功能……”雷神山醫(yī)院醫(yī)生詳細匯報患者病史。
5G網(wǎng)絡(luò)，讓董家鴻和遠在北京、上海的專家隔空相聚，討論患者病情。現(xiàn)場圖像清晰，資料同步、對話無延時……
會診持續(xù)了一個半小時。結(jié)合患者病史特點、化驗檢查結(jié)果和影像學(xué)資料，專家們達成了患者的下一步治療方案。
望著多地專家，隔空連線、遠程討論，制定后續(xù)治療方案，一位武漢醫(yī)務(wù)工作者很興奮，科技的力量，使她對重癥患者的后續(xù)治療充滿信心！
5G會診，董家鴻很熟悉。早在去年，清華長庚醫(yī)院就在全球率先實現(xiàn)了5G支持多中心遠程協(xié)同手術(shù)。
此次疫情防控中，5G技術(shù)再顯身手。
清華長庚醫(yī)院聯(lián)合清華大學(xué)精準醫(yī)學(xué)研究院、聯(lián)通公司、縉鋮醫(yī)療科技公司等單位研發(fā)的新冠肺炎影像遠程會診平臺和新冠肺炎移動集成醫(yī)療平臺兩大系統(tǒng)，目前正在武漢、北京兩地部分收治新冠肺炎確診患者的定點醫(yī)院布設(shè)。
董家鴻介紹，新冠肺炎影像遠程會診平臺，可以將需要會診的復(fù)雜影像傳輸至遠端專家的移動端。北京的醫(yī)學(xué)專家即使在家里，也可以迅速和武漢醫(yī)院的醫(yī)生建立連接，從移動端獲取高清CT圖像，完成新冠肺炎特征影像的凍結(jié)、標記、標注等操作。多方專家更可遠程聯(lián)合讀片討論，提高復(fù)雜病例的診斷效率和準確性。
當(dāng)?shù)貨]有5G網(wǎng)絡(luò)怎么辦？董家鴻說：“我們采用新技術(shù)，在4G條件下也可以實現(xiàn)CT影像的多點快速傳輸和遠程實時共享。”
新冠肺炎移動集成醫(yī)療平臺更厲害，隔離病房患者情況，心電、超聲等監(jiān)護儀畫面，均可在平臺共享，使得多地專家聯(lián)合會診成為現(xiàn)實。“通過平臺，后方的專家資源、先進經(jīng)驗可以迅速對接一線，支援醫(yī)護人員。”董家鴻說。
2 10晝夜AI助手“上崗”
CT掃描是新冠肺炎診斷的重要環(huán)節(jié)，可患者眾多，CT圖像繁復(fù)，抗“疫”一線，放射科醫(yī)生又十分緊缺，怎么辦？
近日，有好消息傳來，AI助手來了!
這位名為“新型冠狀病毒肺炎智能輔助診斷系統(tǒng)”的AI助手，已率先在北京清華長庚醫(yī)院、武漢大學(xué)中南醫(yī)院、武漢科技大學(xué)附屬天佑醫(yī)院和雷神山醫(yī)院“出診”讀片。
當(dāng)醫(yī)生把疑似病例的CT影像、臨床癥狀、流行病學(xué)接觸史等資料導(dǎo)入系統(tǒng)后，AI助手就可以通過AI影像識別模塊，幫助醫(yī)生讀片，快速診斷新冠肺炎患者，“診斷效率和準確性都非常高，可達到專家級水平。”董家鴻說。
AI助手從無到有，只用了10個晝夜。這得益于兩位院士的聯(lián)手。
董家鴻和清華大學(xué)精密儀器系尤政院士聯(lián)手組建了一個醫(yī)研企融合創(chuàng)新聯(lián)盟，北京清華長庚醫(yī)院、清華大學(xué)精密儀器系、武漢大學(xué)中南醫(yī)院、武漢科技大學(xué)附屬天佑醫(yī)院、雷神山醫(yī)院和北京精診科技公司均參與其中。
與病毒較量，就是和時間賽跑。
武漢和北京兩地數(shù)十名來自發(fā)熱門診、呼吸科、影像科和重癥醫(yī)學(xué)科的臨床專家及人工智能專家參與研發(fā)。聯(lián)盟中，武漢三家醫(yī)院都是新冠肺炎定點醫(yī)院，醫(yī)務(wù)人員工作雖然繁忙，但他們深知科研價值，放棄輪休全力配合，對大量資料進行整理和傳輸。
在京漢醫(yī)生和專家共同努力下，1000余例確診病例資料，以及一些非新冠肺炎患者的對照病例，擺在AI助手的面前，它開始了24小時不停歇地學(xué)習(xí)。
想要學(xué)得快，就得講究學(xué)習(xí)方法。好在AI助手的“教師”之一——清華長庚醫(yī)院曾做過肝臟等器官的類似研究，有最先進的算法。
高明的老師，勤奮的學(xué)習(xí)，AI助手迅速“成才”。它利用新冠肺炎影像自動識別算法，構(gòu)建了綜合診斷模型，依據(jù)國家最新版診療指南中的診斷標準，幫助醫(yī)生快速、準確地識別新冠肺炎患者肺部特征性病變。不僅如此，AI助手還能對患者肺部病變做定量分析，動態(tài)監(jiān)測患者病情的演變，精確評估療效，并通過建立重型肺炎預(yù)測模型，對病情的變化提前預(yù)判，輔助醫(yī)務(wù)人員對不同程度的患者開展個體化治療，降低重癥患者病亡率。
不僅有輔助診斷的AI助手，還有能輔助分診的AI助手。
近日，家住天通苑北一區(qū)的一位患者來到清華長庚醫(yī)院就診。低熱37.5℃，伴有咳嗽……分診護士賈春立將患者病歷信息錄入“新冠肺炎智能分診系統(tǒng)”，很快，系統(tǒng)給出紅碼，建議患者前往發(fā)熱門診就診。
賈春立很感謝這位好“搭檔”，“有了它，我們的工作效率提高很多。”
“發(fā)熱門診里，可能有新冠肺炎患者，也可能患者只是普通感冒或流感，但人群密集，很容易交叉感染。”董家鴻說，基于此，清華長庚醫(yī)院和清華大學(xué)電子系聯(lián)合研發(fā)“新冠肺炎智能分診系統(tǒng)”，這位AI助手通過智能分析做出患病風(fēng)險層級評估，實現(xiàn)快速精準分診。
患者來醫(yī)院就診時，需要填寫幾個簡單的問卷，測量體溫、血壓、心率、呼吸率……AI助手掌握這些信息后，迅速根據(jù)患者的情況發(fā)出建議——紅色表示建議去發(fā)熱門診，橙色表示建議去常規(guī)門急診，綠色則是建議居家觀察。“整個過程，也就40秒左右，可以迅速分流患者，也可以減少盲目就診。”董家鴻說。
目前，北京市醫(yī)管中心已將該系統(tǒng)推薦給市屬22家三級醫(yī)院門急診應(yīng)用。近日，董家鴻也把這位AI助手帶到了武漢——目前，該系統(tǒng)正在武漢科技大學(xué)附屬天佑醫(yī)院部署。清華大學(xué)專家也將通過“云部署”，將該系統(tǒng)應(yīng)用至武漢市更多醫(yī)療機構(gòu)的急診、發(fā)熱門診中。
3 會采集咽拭子的巡診機器人
2月24日，北京地壇醫(yī)院隔離病房里，多了一位沒穿防護服的“醫(yī)生”，它不僅不怕感染病毒，而且能測體溫、聽診、做超聲，甚至還能采集咽拭子。
一個月前，這位“醫(yī)生”還只是清華大學(xué)疫情防控應(yīng)急課題申請書上的一行字——多功能隔離病房巡診機器人。
項目組技術(shù)負責(zé)人是清華大學(xué)航天航空學(xué)院教授，有著一個很有機器人味道的名字：鄭鋼鐵。疫情襲來，鄭鋼鐵也和很多人一樣，每天關(guān)注著疫情，一個想法在他腦海中漸漸成型：新型冠狀病毒傳染性極強，在隔離病房中緊張工作的醫(yī)護人員冒著很大風(fēng)險，能不能讓機器人從事一些頻繁且無創(chuàng)的操作，降低醫(yī)護人員的風(fēng)險？
鄭鋼鐵找到董家鴻，探討可行性。經(jīng)過多次討論后，庚子年大年初一，鄭鋼鐵團隊和清華長庚醫(yī)院ICU主任許媛團隊開始了多功能隔離病房巡診機器人的研發(fā)。
該項目吸引了多位清華大學(xué)師生的參與，航天航空學(xué)院同學(xué)負責(zé)編寫控制程序，計算機系師生幫助解決機械手操作軟件兼容問題，機械系教師幫忙解決診斷器械夾具設(shè)計加工問題，車輛學(xué)院校友幫助解決機器人移動底盤問題……
疫情期間，工廠停工、物料缺失、物流不便，阻礙研究進展。師生們本著能夠買的零件就不定制，能夠簡單化的零件絕不設(shè)計復(fù)雜的原則，加緊研制。2月12日，第一版機器人在清華長庚醫(yī)院進行了首次測試。
測試之后，臨床醫(yī)生給出建議，機器人不斷改進……進入地壇醫(yī)院的機器人已是第三版——一個由人工智能技術(shù)控制的，可自動巡航的機械臂。
進入隔離病房后，巡診機器人可以自動巡航，來到病人的床旁，用體溫測量儀給病人測體溫；將無線聽診器放在患者的胸部、心臟等指定部位，病人的呼吸音、心音會自動傳輸?shù)奖O(jiān)護病房的醫(yī)生終端。機器人還可以“手持”超聲探頭為病人進行超聲檢查，超聲圖像同樣也會傳輸?shù)结t(yī)生終端。
確診新冠肺炎，需要采集咽拭子進行核酸檢測。取樣時，患者需要張開嘴，此時口腔、鼻腔都直接面對醫(yī)護人員，風(fēng)險很大。
也許很快，不怕感染的巡診機器人就可以代替醫(yī)護人員，擔(dān)此重任。它其實已學(xué)會采集咽拭子，但動作還欠精準。董家鴻說，目前核酸檢測經(jīng)常會出現(xiàn)假陰性的情況，這跟取樣不到位有部分關(guān)系。“取樣時，一定要取到咽后壁上的黏液。機器人想要做好這個動作，還是挺難的。它得學(xué)會將取樣管放到準確部位，完成連刮動作，同時還要精準控制力度，不能損傷患者的咽后壁。”
目前，項目組已完成兩臺巡診機器人的制作，一臺正在地壇醫(yī)院測試，另一臺正在加緊完善，隨時準備馳援武漢。
“這次疫情既是一次艱巨的考驗，同時也是將現(xiàn)代高科技應(yīng)用于疫情防控的重要契機。”董家鴻期待著能盡快取得更多的科研突破，早日戰(zhàn)勝疫情，更期待著在武漢日夜奮戰(zhàn)的白衣天使們，都能平安歸來。
戰(zhàn)“疫”新“武器”
手機掃碼自測風(fēng)險
“感覺全身沒勁，明顯肌肉酸痛”“咽喉痛、流鼻涕”“干咳”；“兩周前您居住、出差或旅行的省份”……
用手機掃碼登錄，在線選擇癥狀，以及居住旅行史等，點擊提交，就能得到一份感染新型冠狀病毒的風(fēng)險評估，以及相應(yīng)的保健和就醫(yī)指導(dǎo)意見。遇到確有就醫(yī)需求的患者，系統(tǒng)還會提供周邊醫(yī)院信息和交通導(dǎo)航服務(wù)，以及醫(yī)院就診預(yù)約服務(wù)。
這就是由清華大學(xué)精準醫(yī)學(xué)研究院、人工智能研究院與清華長庚醫(yī)院研發(fā)的“基于群體個人自測數(shù)據(jù)的社區(qū)疫情智能防控系統(tǒng)”。經(jīng)過中國醫(yī)師協(xié)會以及清華長庚醫(yī)院的多輪評測，該系統(tǒng)2月1日正式上線。
目前，疫情防控形勢依然嚴峻，城鄉(xiāng)社區(qū)和復(fù)工企業(yè)疫情防控尤為重要。
這套社區(qū)疫情智能防控系統(tǒng)，將智能手機作為數(shù)據(jù)采集工具，可實現(xiàn)社區(qū)居民或企業(yè)員工每日自測體溫上報，大家只需按照問卷的要求填報、上傳，就能構(gòu)建一個從個人、社區(qū)、企業(yè)到政府的全地域、全方位、全人群的數(shù)據(jù)采集體系。
“如果能精準采集和動態(tài)監(jiān)測每個社區(qū)的疫情數(shù)據(jù)，就可以對整個疫情的實時態(tài)勢進行分析。”董家鴻透露，目前該系統(tǒng)已在天通苑社區(qū)、清華大學(xué)校園和一些大型企業(yè)應(yīng)用，有關(guān)部門也正在向武漢、全國推廣應(yīng)用。
據(jù)統(tǒng)計，目前該系統(tǒng)已經(jīng)為國內(nèi)外累計提供226.78萬人次的測評服務(wù)。
柔性可穿戴監(jiān)測設(shè)備馳援武漢
最近，在浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院和北京協(xié)和醫(yī)院，柔性可穿戴體溫監(jiān)測貼片和柔性心電貼片，已開展了25人次新冠肺炎確診患者和密切接觸者體溫和心電監(jiān)測應(yīng)用。這是由清華大學(xué)航天航空學(xué)院教授馮雪團隊研發(fā)的新“武器”。
“我們把一些柔性且?guī)щ姌O的貼片，貼在疑似或確診病人身上，就可以連續(xù)監(jiān)測他們的生命體征，比如體溫、心電、呼吸的模式和頻率以及血氧飽和度等。”董家鴻介紹，這些監(jiān)測數(shù)據(jù)可以實時傳輸?shù)绞謾CApp上，通過云端管理軟件，實現(xiàn)對多個設(shè)備、多位病人病情的動態(tài)監(jiān)測及分析。當(dāng)病人出現(xiàn)體溫升高等異常征象，設(shè)備能夠報警，提醒醫(yī)護人員及時前往處置。由此，既能降低醫(yī)護人員的工作負荷，還可避免他們頻繁接觸患者，減少發(fā)生院內(nèi)感染的風(fēng)險。
目前，清華大學(xué)已向武漢大學(xué)中南醫(yī)院、武漢科技大學(xué)附屬天佑醫(yī)院、雷神山醫(yī)院，捐贈1000套柔性可穿戴體溫監(jiān)測設(shè)備，20套柔性可穿戴心電監(jiān)護設(shè)備，應(yīng)用于抗“疫”一線。
該系統(tǒng)還可應(yīng)用于其他疾病，在抗“疫”勝利后，惠及更多患者。
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