華西醫院ICU攜手妞諾科技、智康科技,全面啟動重癥專科聯盟遠程系統
獲悉,2018年11月17日,杭州妞諾科技有限公司(以下簡稱“妞諾科技”)與四川大學華西醫院重癥醫學科(以下簡稱“華西ICU”)合作啟動儀式在成都舉行。根據發布內容,雙方將充分發揮各自優勢,共同開發重癥患者腦功能(快速)測評系統,用于重癥患者的腦功能測評和數據挖掘,解決當前腦電在ICU臨床應用中存在的痛點、難點。
ICU對腦電監測的需求大
腦血管病中重癥中樞神經功能障礙的致殘率和致死率極高,是影響人類健康和生存質量的常規病之一,正確評估其腦功能及預后有重要的意義。重癥中樞神經功能障礙在神經內科ICU最為常見,是神經內科臨床工作中診治的主要疑難病。
近年來,隨著影像學技術迅速發展,頭顱CT、MRI、經顱多普勒等已成為評估腦血管疾病預后的常規輔助檢查手段。影像學診斷可以顯示出腦損傷受損區域,卻無法直接顯示該區域腦功能狀態。如果在ICU里,神經重癥患者多存在意識障礙,腦損傷較為嚴重,急需進行主要生命體征監測、呼吸機治療、藥物治療等處置,致使患者多不能隨意搬動,限制影像學診斷檢查。
因此,目前臨床診治工作中急需一種更直接 、更簡便的方法來反映此類患者的大腦功能狀態 ,進而對患者預后進行初步判斷 。
腦電圖(EEG)是常用的腦功能評估方法,具有簡單無創、床旁連續監測、費用低廉、重復性好等優勢 ,被越來越多的運用于臨床神經重癥患者的腦功能監測。EEG通過記錄腦內神經元電活動可早期反映腦功能的變化,尤其是對腦組織缺血、 缺氧、 代謝異常等均較敏感 ,其波幅降低、頻率變慢均與腦組織損害有關,且可實現床旁、長程、重復檢測,使用便捷,是目前NICU(神經重癥加強治療病房)較為理想的腦功能監測及評價的工具之一。
四川大學華西醫院重癥醫學科是中國最大的綜合性重癥醫學科之一,目前開放床位有200余張,醫護人員700余人,年救治1萬余危重病人,對EEG監測的需求非常大。
據華西醫院重癥醫學科主任康焰介紹,華西醫院200多張重癥醫學床位中約有1/4的患者每天都需要做腦電監測。而根據國家統計,一般的綜合醫院重癥醫學床位大概占總床位的2%-8%,即一家擁有千張床位的醫院至少就有20個重癥患者,若以華西比例來計算,那么每天至少會有5個患者需要做腦電監測。
可見,腦電床旁監測在ICU尤其是NICU中具有廣闊的應用前景。
腦電在ICU的應用現狀
雖然,目前對NICU中的重癥患者進行床旁EEG監護已受到廣泛關注,但是EEG本身仍存在許多不足,尤其是在臨床的應用過程中與醫生的需求之間還存在一定的距離。具體而言,主要表現為以下三個方面:
第一、大多數腦電設備操作起來比較復雜,致使醫生在前期準備中所花費的時間比較長,通常耗時超過半個多小時。
第二、市面上的腦電設備抗干擾性普遍比較差,而在NICU的環境中腦電設備又極易受到監護儀、呼吸機等各種醫療儀器的干擾,致使EEG結果不準確,無法指導臨床治療。
第三、缺乏持續性的監測手段,難以評估腦功能的短期和遠期預后。而且,長時間監測所產生的海量EEG信號具有高度的復雜性和不確定性,需要依靠專業人員人工目測閱圖,不僅工作量大,而且難以實時判斷并反饋給臨床進行實時處理。這就說明ICU的腦電監測關鍵需求的是具有AI智能算法加持的實時識別。
“目前腦電技術發展有限,即使在ICU里,腦電監測都還只是間斷性的,沒能做到連續監測。而連續監測所產生的大量數據如果沒有很好的分析,直接呈現給醫生,對醫生而言讀圖的工作量太大,數據基本沒辦法用。”康焰告訴動脈網。
四川大學華西醫院ICU副主任謝筱琪教授認為,想要解決這些問題,單純依靠一種儀器或者系統太難了,我們需要通過一些解決方案,采取一些綜合的措施。
為此,華西醫院攜手妞諾科技,擬通過對連續腦電圖監測(cEEG)的分析,構建ICU重癥腦功能決策系統,以人工智能手段一方面提供不同重癥患者病情監護與評估,另一方面為患者預后康復評估,為醫生提供輔助預警與決策,提高患者的生存率與預后效果。
妞諾科技是國內領先的集腦電整體解決方案、AI算法技術研究、軟硬件產品研發的高新科技型企業,業務涵蓋腦電病例數據庫及算法、腦電大數據云平臺和腦電圖儀等自主研發配套硬件。
在硬件方面,妞諾科技擁有多款質量趕超國內外一線廠商的腦電圖儀,包括醫用腦電圖儀、便攜腦電圖儀、頭帶型腦電檢測儀等多款設備,并即將為ICU應用場景訂制開發專用腦電設備,可以實現一分鐘快速上腦操作。其中醫用腦電圖儀系列已通過歐盟CE認證、CFDA二類醫療器械注冊證,是目前唯一獲得CFDA認證的采用24Bit采樣精度芯片的腦電圖儀。
在軟件和算法方面,妞諾科技則推出了腦電數據格式統一化平臺和腦電大數據分析云平臺,打破了不同品牌數據格式壁壘,完成了腦電云平臺數據標準化和自由流轉、腦電數據陽性指標自動初篩、癲癇識別和預警算法、腦功能測定和趨勢分析系統(重癥患者、術前術后等腦功能方向)搭建等。妞諾科技是目前國內外唯一搭建起腦電大數據平臺的公司。
“此次華西醫院與妞諾科技合作,希望能夠開發出一款能夠滿足臨床需求的產品,通過發揮其最大功能,給臨床帶來更多的參考和指導意見,為臨床醫生和患者帶來福音。”謝筱琪教授表示。
重癥患者腦功能快速測評系統
那么,此次華西與妞諾共同開發的重癥患者腦功能快速測評系統到底是一個什么樣的產品?它有哪些亮點?具備什么價值呢?
妞諾科技創始人兼CEO戴坤懿向記者介紹,該系統主要包含了兩個板塊:ICU科研腦功能大數據平臺和ICU專科AI專家決策系統。其中,AI專家決策系統通過對ICU患者cEEG(連續腦電圖)數據進行在線實時監測,提供一套分析評估系統。
首先,它以以智能化方式實時分析患者腦部狀況,將患者實時狀態進行描述,可為醫生評估患者術前狀況提供依據。然后,系統還采用了智能化學習算法建立病情演化模型,對預測患者病情發展情況進行分析,為醫生提供術中評價依據,輔助臨床診斷決策。最后,通過患者預后病情演化狀況進行建模,系統會對患者預后恢復情況進行評價與分析,提供預后狀況分析。
總的來說,該系統的主要功能可體現為病情實時分析、病情演化情況預測和預后判斷。
1、病情實時分析
cEEG數據具有高度復雜性和不確定性,多導腦電數據的長時間監測可較好地刻畫出患者的腦部狀況,但對監測數據人工分析將帶來巨大的工作量。因此妞諾科技研制的病情實時分析系統將提供一種實時智能讀圖工具,將快速提取疾病診斷的相關參數,直接語音報警反饋可以及早發現并實時干預,輔助醫生進行臨床操作,幫助患者早日平安順利度過危險期。
據悉,該系統目前一期開發從腦功能探測的2個方面先入手——構建昏迷病人腦功能測定和持續性非驚厥發作的自動探測,之后再進行術前術后的腦功能測定和預測以及腦功能康復等多期合作,通過多AI模型構建,逐漸搭建起重癥患者腦功能快速測評系統。
2、病情演化情況預測
ICU內瞬息變化的生理指標數據,不僅數據量大,而且變化率快,但這些數據是診斷患者病情的依據,也是對患者的重癥潛勢預警的重要依據。這些多維、復雜的數據往往需要高年資醫師憑借多年臨床經驗進行有效分析,才可獲取最終的診治策略。然而由于監測數據的海量性,即便是優秀的臨床醫師也難以制定適應每位患者的最優化診治方案。
病情演化情況預測系統將針對海量多模歷史數據與實時數據,對病情演化狀況進行建模,提供病情自動化預測分析模型,為臨床診斷提供效果評估參考,為醫生調整治療手段提供決策輔助。
3、預后判斷
早期甄別不良預后的出現,采取合適的治療撤回或限制治療,能夠減少患者需繼續承受的病痛,減少社會醫療資源的浪費,減輕個體家庭的負擔,并改善患者的最終結局。因此,尋找一種可靠的、高特異度、高靈敏度、可重復性強的預測方法具有重要意義。
該系統利用機器學習算法構建康復與風險評分模型,將模型結果實時反饋給醫生,這在一定程度上為醫生提供臨床決策支持。
康焰主任表示,如果此次華西醫院與妞諾科技合作順利,該重癥患者腦功能快速測評系統將有望成為床旁腦電監測的常規手段,對華西和臨床都具有非常重大的意義。
據康焰主任介紹,近五到十年來,華西醫院攜手智康科技,一直在開發自己的“重癥臨床信息系統”。到現在,該系統也已經發展得比較成熟,能夠很好地支撐呼吸、循環等血氨功能的監測,同時能夠收集、整理、分析和歸納重癥病人在ICU治療當中產生的各種信息,最后實現各種應用。
但是華西的重癥臨床信息系統中,對神經重癥的監測和評估卻一直比較薄弱。此次與妞諾科技的合作,或許可以在一定程度上彌補其在神經重癥的監測上的不足,完善醫院對人體各個重要器官監測的體系。
華西醫院重癥專科聯盟,開創Enhanced-ICU新模式
談到華西醫院與智康科技的合作,華西醫院肖軍博士表示,華西醫院與智康科技的緣分早在8年前就開始了。自2010年起,華西醫院與智康科技建立了長期友好合作關系,創辦了科研及實踐基地,為產品研發提供了整體思路,為臨床試用提供了良好的科研平臺。
智康科技是中國最早致力于智慧醫療軟件產品研發、生成、銷售的高新技術企業,在醫療大數據挖掘、醫療數據分析領域擁有完全知識產權產品和解決方案的提供商。2018年5月,為響應國務院辦公廳發布《關于推進醫療聯合體建設和發展的指導意見》,智康科技基于《遠程醫療系統》及《重癥臨床信息系統》作為技術基礎,協助華西成立重癥專科聯盟,構建醫療資源下沉體系,重癥領域三級分診的新模式:遠程重癥醫學科(Enhanced-ICU)。
智康科技以《重癥臨床信息系統》、《重癥醫學質量控制系統》、《真實世界研究平臺》、《遠程醫療系統》四個系統,從醫、教、研、管四方面支撐華西重癥專科聯盟,先后與廣安市人民醫院、資陽市第一人民醫院、綿竹市人民醫院、甘洛縣人民醫院、甘孜州人民醫院等10家醫院達成合作,利用互聯網技術建立遠程管理、遠程協作查房、遠程會診、遠程值班全時覆蓋,遠程教育,在位學科管理,上下轉診綠色通道,協作科研及遠程教學。
據康焰透露,華西醫院重癥專科聯盟的合作模式已頗具成效,基層醫院的醫生業務水平顯著提升,基層醫院往上級醫院轉的病人比例也大幅下降,病人基本能夠留在當地,有些醫院的重癥醫學床位甚至出現了不夠用的情況。
“我們的目標就是把我們的聯盟鏈打造成一個類似于華西重癥醫學科的遠程病區,保證聯盟成員間臨床醫療水平的同質性,使差距不要太大。這是我們做醫聯體最核心的一個目的。”康焰強調道。
近年來,國家一直鼓勵產學研用協同創新,華西醫院與妞諾科技、智康科技的合作充分體現了“醫企合作、共贏發展”的重要性。企業只有深入與醫院合作,利用優質醫學資源,才能研發出滿足臨床需求、適合臨床習慣的“得心應手”的產品,實現創新成果的轉化落地。
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