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如何管好患者的“心”?AI入局,从房颤做起

日期:2019-11-22   点击次数:879次

近日,深耕人工智能领域的专业科技媒体《AI报道》对数创医疗进行了专访,并在其刊物上发表了长篇文章,现全文转载如下:


心脏病对现代人的困扰日趋明显。

前女排队长惠若琪因心脏病两次接受手术并早早退役;春雨医生创始人、网易新闻客户端创始人张锐因突发心肌梗塞逝世……一次次令人心痛的事件提醒着我们,关注心脏健康刻不容缓。

作为预防心脏类疾病的第一步,心电监测正在被AI赋能。



这家企业与上海超三分之一三甲医院合作,只做了一件事

心电图早已十分普及。由于心电图具有方便、无创、快捷、经济、准确等优点,同时能够筛查的疾病种类多,包括各类心律失常、结构性心脏病、心肌缺血、电解质异常等疾病,因此在临床使用广泛。而AI的入局更是提升了心电图检查的效率和报告准确性

AI报道了解到,上海数创医疗科技有限公司(以下简称数创医疗)即是瞄准AI心电监测产品的企业之一。它的“心电图人工智能及产业化项目”获得了2019世界人工智能创新大赛(AIWIN)医疗赛道前三甲奖项。

数创医疗专注于心电图细分领域,仅凭心电产品,它已与上海超过三分之一的三甲医院达成了合作复旦大学附属中山医院、上海市第十人民医院、长征医院、曙光医院等知名医院都是数创医疗的用户。它做对了哪些事?

面向医院,数创医疗开发了完整的一套心电网络解决方案。方案采取分布式采集、集中诊断的架构,将医院院内多个心电图检查仪器采集到的数据(通常护士就可以完成采集)汇总至心电图医生处,使相对稀缺的心电图医生能够专注于报告解读工作,从而保障了诊断的效率。在由区域内各级医疗机构组成的医联体中,上述方案同样也能发挥作用,只是将院内的连接转换为跨院的连接,同样也是将多点采集的心电数据从基层医疗机构汇集到上级医院少数有诊断资质、经验丰富的心电医生手中。

在诊断环节,AI起到了辅助诊疗的作用。对于全种类心脏相关疾病,数创医疗自主研发的计算机智能辅助诊断系统能够极大提高医生诊断效率;运用深度学习技术,计算机对部分疾病进行辅助诊疗的准确率已接近100%,其中以房颤诊断为代表。

房颤风险因素较多,以综合影响因素居多,整体与高龄、衰老等密切相关, 80岁以上的老年人房颤的发生率可达15到20%。进入老龄化社会后,当前我国房颤人群已经超过1000万。但由于较大比例房颤没有相关症状,公众知晓率低,相当比例的老年人还没有意识到这个潜在杀手的存在,缺乏规范化的治疗。同时,由于房颤引起心力衰竭、中风等风险高,后果严重,个人经济负担和社会负担明显加重。因此,房颤成了目前医疗界为预防更严重疾病、诊治重心前移的重点病种,也是数创医疗用深度学习进行攻关的第一项病种。

当心电图显示房颤时,系统直接输出结论,报告房颤次数等信息,医生仅需复核和修订即可。通过深度学习算法的升级,系统对房颤的识别准确率达到了98.5%,已经超过了人类医生的平均水平

做AI辅助诊疗的企业为数不少,但普遍面临“落地难”的问题。且由于国内的标准、监管政策都有待进一步明确,AI技术还存在“收费难”问题,对实际诊断有所助益的辅助诊疗系统有不少都因此难以投入商用。

而数创医疗面对的此类压力则相对较小。由于数创医疗已拥有大量医院用户,熟悉临床应用场景,并拥有自身的硬件、软件产品体系,在此基础上,数创医疗只需将AI模块整合进产品,进一步提升产品性能,重新注册新产品,即可投入使用。

AI赋能心电监测刻不容缓

距离心电图发明已经过去了110多年,这项技术已是十分成熟。然而,这并不意味着心电图可以被改进的空间小,恰恰相反,在临床大量的使用过程中,一些问题急需得到解决。

据了解,我国医疗资源紧缺已成常态,类似于影像科医生,心电图医生的短缺情形亦不容乐观。据统计,全国仅有三万余名有资质的心电图医生,这三万余名医生的分布又高度向头部医院集中,很多基层医疗机构可能连一个有诊断资质的心电医生都找不出。

统计局数据显示,截止至2018年底,全国共有医院3.2万个,医疗卫生机构总数突破100万大关,达100.4万个。可想而知,有多少医疗机构未能拥有专门的心电图诊断医生。尽管心内科医生等其他医生也能够解读心电图,但由于术业有专攻,诊断水平难免参差不齐,且占用了其他诊疗的时间,效率较低。

与医疗人员数量形成鲜明对照的,是他们极大的工作量。只要是与心脏有关的疾病一般都会进行心电图检查,以观察疾病对心脏的影响。哪怕最常见的感冒,医生也会安排心电图检查,以排除心肌炎等病症,这导致医院每天必须进行的心电图检查次数极多。特别是动态心电图(holter)普及后,医生的工作量过饱和问题更加突出。

因心脏问题常常是一过性,普通的心电图检查难以捕获非发病期的心电异常,而holter可以记录下24小时的心电活动全过程,在诊断时有着不可替代的价值。但大量的数据需要医生更长的分析时间,仅一名患者的数据医生往往就要分析20分钟,甚至一个小时。在上述情形下,患者想要进行holter检测往往需要预约排队到一个月后,这从侧面说明心电图医生的人才缺口之大。

因此,最先能从AI中获益的群体是医生。对前沿技术的运用将大幅压缩医生阅片所需的时间,从而达到减负增效的目的。

在家自检心电成老龄化社会新兴需求

除此以外,家用AI心电监测设备市场也悄然兴起。

进入老龄化社会以来,我国房颤人群已超过1000万,但由于较大比例房颤没有相关症状,公众知晓率低,很多患者未能及时规范治疗。

针对此现状,数创医疗面向消费者研发了能够筛查房颤,并直接输出检测结果的家用临床级多导联心电可穿戴设备,为用户提供心脏实时监护,由AI实时对心电情况进行判断。

对患者来说,当心脏不舒服时,尽管最优的解决方案是去医院,但很多现实的因素制约着他们。例如:“我只是偶然心脏难受了一下,不难受的时候去会不会测不出?会不会显得太大惊小怪?我有没有足够的时间和金钱?忍一忍能不能过去?”诸如此类的问题不一而足。

此外,一些已确诊疾病,但需在家长期调养的患者以及术后患者也存在自我监测的需求。

一个可用以比较的产品是家用血压计。与自测血压类似的是,高危人群有着长期自测心电的需求。与自测血压不同的是,读懂血压测量结果相对简单,而心电图图形复杂,在没有专业人士辅助的情况下,读懂何种波形对应何种疾病相对困难。虽然这项工作医生可以做,但紧缺的医生资源根本无法覆盖到家用心电监测的市场需求。因此,在心电监测可穿戴设备中,有必要引入能够代专业人士分析结果的AI技术。

实际上,注意到心电监测这一市场的企业为数不少,这其中就包括苹果。苹果在2018年推出了配备心电监测功能的Apple Watch,该功能获得了美国食品与药品监督管理局(FDA)的许可,并被划入ECG功能的“新生”分类,这意味着它跟市场上的任何已有产品都不一样,是首款直接面向消费者的ECG可穿戴设备Apple Watch在蓝宝石水晶和数字表冠上增加了电极,用户佩戴手表时将另一只手的手指放在表冠上即可构成检测回路,并完成检测。房颤目前是唯一一种Apple Watch在美国被批准检测的心脏疾病。

然而在中国,Apple Watch的心电监测功能未能被我国药监局批准使用。这是由于心电图原理是电位差产生的波动,通过不同位置上两个电极测定心肌细胞电流方向,进而描迹出整个波动过程。而Apple Watch用于测定的回路属不稳定I导联,易被其他元器件干扰。因此,Apple的尝试未能得到国内的承认。

在我国,也有部分企业进入心电可穿戴设备市场。与市面上大多数同类产品不同的是,数创医疗采用了三导联心电监护,比起常见的单导联监测精确度更高。目前,数创医疗的临床级多导联心电可穿戴设备正在进行药监局(NMPA)认证流程。

AI还能为心脏做些什么?

当下的AI诊疗系统能够进行的尚只是单病种筛查,而医患要面对的是纷繁的各类心脏疾病,显然,未来的心电人工智能还有很长的路要走。

实际上,数创医疗研发的计算机智能辅助诊断系统已能覆盖心脏类疾病全病种诊断。目前的整体准确率在80%左右,公司正运用最新的人工智能技术进一步提升诊断准确率。

数创医疗表示,下一个要利用深度学习攻克的病种是早搏。在未来,还会有更多病种将被一一击破。

除此以外,人工智能在预测心脏病方面也有想象空间,如美国科学家的新研究就曾指出,AI可通过观察某人的心脏测试结果来预期其一年内死亡的风险,即使是心脏病专家认为心电图正常的人,AI也能预测其死亡风险。不过,由于该研究结果的原理未明,如何应用乃至商用似乎还是很遥远的事。

数创医疗认为,在人工智能大潮兴起的当下,正是公司转型成为人工智能心电图诊断公司的大好时机。辅助诊疗、健康管理都是医疗行业下很年轻的垂直领域,通过打通硬件、软件、网络的闭环,数创医疗正一步步踏上时代的风口浪尖。


图片来源自网络

文章转载来源自《AI报道》




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