方艙醫(yī)院內(nèi),平均一位醫(yī)生要照顧近百位患者,新冠肺炎早期病情又復(fù)雜多變,如何科學(xué)、精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)患者的病情變化,提供最科學(xué)、最優(yōu)良的救治方案?
“這兩天,不少患者登錄‘新冠肺炎臨床轉(zhuǎn)規(guī)輔助決策系統(tǒng)’所在的微信公眾號(hào),醫(yī)生值班時(shí),登錄系統(tǒng)后臺(tái),就能看到患者的病情進(jìn)展,特別是能對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)患者,進(jìn)行及時(shí)、有針對(duì)性地治療。”目前正在武漢體育中心方艙醫(yī)院救治患者的南京醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院(江蘇省人民醫(yī)院)副主任醫(yī)師李勇介紹說(shuō)。
為了這個(gè)拯救生命的公眾號(hào),從2月上旬開(kāi)始,武漢與南京,隔空上演了一場(chǎng)科研接力。病程進(jìn)展、AI算法相互交織、打磨。李勇白天進(jìn)方艙醫(yī)院救治患者,晚上就與南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院夏彥愷、彭志行教授團(tuán)隊(duì)研討建立多種預(yù)測(cè)模型。2月27日,他們研發(fā)的“新冠肺炎病程轉(zhuǎn)歸病情預(yù)測(cè)模型”,在武漢體育中心方艙醫(yī)院正式投用。
為了一個(gè)問(wèn)題在線爭(zhēng)論到凌晨?jī)牲c(diǎn)
此前一直在做心內(nèi)科重癥醫(yī)生的李勇,到了武漢之后才發(fā)現(xiàn),臨床醫(yī)生的壓力要比想象的更大。“我們整個(gè)救援隊(duì)要照顧600多名患者。即使輪班值班,一個(gè)醫(yī)生平均每天也要觀察尋訪近百名患者。”
“病情早期,很多患者病情多變,很多還有基礎(chǔ)病,有的病情還會(huì)急速轉(zhuǎn)危。有一次,我遇到一位58歲的患者,胸悶,白細(xì)胞計(jì)數(shù)略高,血氧飽和度96%,心率107次/分,當(dāng)時(shí)我們預(yù)判患者轉(zhuǎn)重癥的風(fēng)險(xiǎn)比較高,及時(shí)讓他轉(zhuǎn)院,事實(shí)證明,預(yù)判是準(zhǔn)確的?!崩钣抡f(shuō),這讓他得到啟發(fā),如果能盡早知道哪些輕癥患者會(huì)轉(zhuǎn)成重癥、危重癥,是不是就可以早干預(yù)、早治療?有沒(méi)有可能用數(shù)據(jù)建模的方式,幫助醫(yī)生預(yù)測(cè)病情發(fā)展?從2月上旬開(kāi)始,李勇利用輪休的時(shí)間,聯(lián)合臨床醫(yī)生和專家,討論模型設(shè)計(jì)和應(yīng)用問(wèn)題。
同時(shí),他把這一想法,分享給了南京醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院院長(zhǎng)、國(guó)家衛(wèi)健委衛(wèi)生應(yīng)急體系建設(shè)指導(dǎo)專家夏彥愷。
“方艙醫(yī)院收治的是輕癥患者,很多醫(yī)生只能基于患者的癥狀和此前做的一些醫(yī)學(xué)檢測(cè)指標(biāo)來(lái)判斷病情走勢(shì),我們也想嘗試一下,借助人工智能等多種算法,有沒(méi)有可能提前預(yù)測(cè)病情發(fā)展,給臨床醫(yī)生提供參考?!毕膹鹫f(shuō)。
雙方一拍即合。隨后,武漢和南京開(kāi)啟了臨床救治與科研攻關(guān)緊張的在線互動(dòng)模式。李勇雖然可以值一天班,休息兩天,但在武漢東西湖方艙醫(yī)院期間,他幾乎每天都要進(jìn)艙,觀察患者病情發(fā)展,跟患者聊天,然后跟南京的科研團(tuán)隊(duì)討論相關(guān)內(nèi)容。
為保證最快的速度,前后方的配合往往是晝夜不分。有時(shí),李勇凌晨3點(diǎn)跟大家討論完,早晨7點(diǎn)鐘又爬起來(lái)上班了。
到底哪些臨床資料能反映病情變化的趨勢(shì),這是團(tuán)隊(duì)遇到的第一個(gè)問(wèn)題。
“我們根據(jù)指南及臨床專家意見(jiàn),提取了心肌酶、白細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、氧飽和度、腎功能指標(biāo)等40多類指標(biāo),來(lái)訓(xùn)練人工智能算法,但發(fā)現(xiàn)算出來(lái)的結(jié)果并不穩(wěn)定?!崩钣抡f(shuō),有時(shí),大家為了解決一個(gè)問(wèn)題,會(huì)爭(zhēng)論到凌晨?jī)牲c(diǎn)。
就這樣,李勇和夏彥愷的團(tuán)隊(duì)將算法的結(jié)果不斷與臨床驗(yàn)證、篩選、調(diào)整參數(shù)。
模型經(jīng)驗(yàn)證后,在方艙醫(yī)院投入使用
算法預(yù)測(cè)的結(jié)果,與實(shí)際的病情走勢(shì)是否一致?對(duì)于病情變化復(fù)雜的新冠肺炎,AI是不是足夠聰明?
經(jīng)過(guò)模型的建立和驗(yàn)證,最終他們發(fā)現(xiàn),在國(guó)家衛(wèi)健委發(fā)布的新冠肺炎診療方案指導(dǎo)下,結(jié)合多種機(jī)器學(xué)習(xí)方法和臨床預(yù)測(cè)綜合分析,應(yīng)在病情早期重點(diǎn)關(guān)注血氧飽和度較低,早期外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)增高顯著,收縮壓下降較大,早期出現(xiàn)心率加快,早期CT檢查發(fā)現(xiàn)肺部多發(fā)小斑片影,及年齡大于46歲的患者,他們病情加重的風(fēng)險(xiǎn)可能更高。
“這6項(xiàng)指標(biāo)的重要性從高到低排列,每項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重也呈一定的遞減趨勢(shì)?!毕膹鹫f(shuō),模型建立后的驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),模型的整體預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為88.5%,重癥患者預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為83.2%,輕癥患者預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率為92.9%。
夏彥愷介紹,前期做模型驗(yàn)證時(shí),一位53歲的患者,血氧飽和度為94%,外周白細(xì)胞計(jì)數(shù)6.54×109/L,收縮壓下降26mmHg,心率為104次/分,有多發(fā)小斑片影,經(jīng)過(guò)模型預(yù)測(cè),該患者轉(zhuǎn)變?yōu)橹匕Y的可能性較大,而實(shí)際上,該患者最終也轉(zhuǎn)為重癥患者了。
“隨著新的數(shù)據(jù)的加入,分析結(jié)果的作用會(huì)越來(lái)越大,因?yàn)槟P捅旧硪彩遣粩嗟粩噙M(jìn)步的?!迸碇拘薪榻B。
2月27日起,該預(yù)測(cè)模型嵌入了前方綜合服務(wù)的微信公眾號(hào),并得到了南京郵電大學(xué)郭永安教授團(tuán)隊(duì)和江蘇省人民醫(yī)院信息處的支持,在武漢體育中心方艙醫(yī)院正式投用,在李勇團(tuán)隊(duì)的努力下,部分患者開(kāi)始輸入自己的病情信息,醫(yī)生在后臺(tái)就能實(shí)時(shí)看到生成的預(yù)警指數(shù)。
“有些患者的癥狀可能不明顯,但是身體指標(biāo)卻有一定風(fēng)險(xiǎn),通過(guò)該系統(tǒng),醫(yī)生在查房時(shí)就能重點(diǎn)關(guān)注那些高風(fēng)險(xiǎn)的患者,當(dāng)然最終也是給臨床醫(yī)生做參考的?!崩钣抡f(shuō)。
投入運(yùn)行的微信公眾號(hào),如今更像一個(gè)醫(yī)治患者的網(wǎng)上家園。除了輔助病情決策,心理健康狀況自評(píng)、深度放松療愈的音頻、防疫科普知識(shí)、健康生活的膳食、運(yùn)動(dòng)小貼士,一應(yīng)俱全。此前,李勇還聯(lián)合救援隊(duì)的心理咨詢師申秀紅,結(jié)合不同心理健康的評(píng)分等級(jí),制定心理治療方案。如果發(fā)現(xiàn)患者的心理評(píng)分有異常,心理咨詢師也會(huì)給患者做心理“按摩”。“我們的初心就是治病救人,減少死亡率,保護(hù)人民的生命健康,同時(shí)也提高一線醫(yī)務(wù)工作者的工作效率?!崩钣抡f(shuō)。(金鳳)