董家鴻院士：我們的新冠肺炎智能診斷系統無償給美國
作者｜崔玉賢
出品| 本站科技《科學大師》欄目（ID：tech_163）
“武漢暴露的問題比較嚴重，大量的病人都沒有通過社區接診，涌向大醫院。大醫院一天接診1500-1600甚至2000的發熱病人，擠爆了大醫院，造成了大醫院診療的癱瘓。這麼多病人再大的醫院，再強的能力也不行。”北京清華長庚醫院執行院長董家鴻院士在接受本站科技等媒體採訪時，談及了他在武漢疫情中發現的主要問題。
董家鴻，中國工程院院士，清華大學附屬北京清華長庚醫院執行院長，國際著名肝膽外科專家和肝臟移植專家，在國際上首次提出“精準外科”新理念，創立了精準肝膽外科範式。這一理念已被廣泛應用於胰腺外科、神經外科、脊柱外科、整形外科、介入治療科等諸多臨牀專科領域，促進了當代外科理念和範式的革新。
鑑於其對當代外科發展的引領性貢獻，法國國家外科科學院、美國外科學會和歐洲外科學會同時授予他外籍院士或榮譽會士。
此次新冠肺炎疫情發生後，董家鴻毫不猶豫地奔赴一線。大年初一，董家鴻所在的清華大學長庚醫院的臨牀醫學專家和清華大學多個院系的人工智能專家，就組建了8個攻關組、突擊隊，針對疫情防控的多個重要環節研發智能化的技術，用科技的手段抗疫。
通過一個月時間的緊急攻關，研發出了10餘款針對此次疫情的智能化產品。
“我們第一時間感受到武漢的疫情爆發，大量的病人聚集醫院造成了社會的恐慌。因此，我們設計了新冠感染自測評估系統，僅10天時間就上線了應用，緩解了社會恐慌，在引導理性就醫方面發揮了作用。”董家鴻表示。
據瞭解，該新冠感染自測評估系統已通過互聯網向公衆發佈。目前提供5種語言的版本，在全球20多個國家上線，1000多萬民衆通過該系統進行了自測。“現在我們非洲這邊也在關注，未來需要的話還會面向非洲這些國家再進行語言的翻譯，做出相應的語言版本。”董家鴻透露。
此外，該團隊還推出了“社區智能疫情防控系統”與“智能門診預診分診系統”。
“社區智能疫情防控系統”主要針對社區人羣自主測評，自動上報到社區中心終端，通過該智能化的手段，實現社區全人羣動態的檢測、追蹤，替代了效率低、容易疏漏的傳統手工手段，大大提高了社區管控的精準度和效率。
“智能門診預診分診系統”則針對前文中提到的大量人羣涌入醫院，造成醫院癱瘓的問題做出瞭解決方案。該系統可以快速精準地將就醫的人羣進行分類，根據感染風險的高低進行分類，實現快速分診，避免交叉感染，同時也降低發熱門診的負荷。
另外，董家鴻還介紹了智能診斷、隔離病房移動生理指標檢測系統、康復人羣智能管控系統、隔離病房機器人等智能化產品。
值得一提的是，以上多款智能化產品僅用時不到一個月時間便完成了研發到上線的工作。
“這些系統爲什麼能夠短時間研發出來？是因爲我們過去有這方面的積累，長期在關注着國家健康醫療的需求，平時我們在這方面已經有一些技術的積累和儲備，這個時候正好應用到這裡。”董家鴻表示。
隨着疫情全球化蔓延，這些應用還被無償提供給全球其他國家。
“這次美國MIT和斯坦福大學都提出了合作，我們新冠肺炎的智能診斷系統也都無償的提供給了他們。我們所有自主研發的技術產品都是免費的分享到國際上任何一個國家，這是基礎。我們是一個志願者行動。”
當然除了提供智能化防控技術之外，董家鴻認爲中國在方艙醫院、社區管控、醫療資源應急調配等方面的經驗，對疫情嚴重的國家也有借鑑意義，值得推廣。
在緊張的一個小時採訪中，董家鴻教授還分享了他對疫情防控的深刻體會。他認爲在後疫情時代，國家應當組織相關專家對疫情防控中暴露的問題和短板進行復盤和反思。
以下爲《科學大師》對話董家鴻院士主要內容：
一、神速：2天上線武漢隔離區管控系統
1、《科學大師》：數字化的防控和智能的遠程系統，現在整體在疫情戰役當中應用的效果怎麼樣？在應用過程當中有沒有發現一些還需要改進的和下一步可以攻關的問題，下一步怎麼解決？
董家鴻院士：疫情的智能防控方案應該說是針對疫情防控整個過程全流程整體的解決方案。概括起來可以分爲院前、醫院和院後這三個環節。
第一，在院前。在社區居民的自測評估，還有社區的人羣管控方面已經發揮了重要作用，通過我們系統可以對全社區的全人羣實行全時域精準無疏漏的防控和動態追蹤。
第二，在醫院的部署應用。我們主要是部署在武漢的定點醫院，收治重症病人的醫院，包括武漢大學中南醫院、武漢科技大學天佑醫院、雷神山醫院等。這些醫院部署以後，提高了這些醫院的診治和救治效能。提高了診斷的準確率，提高了診斷的效率，還有提高了重點評估的效果。
第三，針對院後康復的人羣，我們通過信息系統進行全人羣動態的追蹤管控，這樣也是極大地提升了效率。
另外，全人羣的康復者的管控，我們還是希望未來對這一批新冠病人長期隨訪，直到觀察終點，看看這一批病人受損的器官功能，像肺功能能不能最終恢復，通過這個系統進行系統的最終評估。
再一個就是通過遠程會診，可以動員全國後方的這些專家團隊。因爲一線的專家，大概重症的專家來了10%，新冠肺炎非常複雜，除了呼吸、感染，重症這些專科醫院還需要心、腎、腦等等這些器官，所以專家資源還是相對缺乏的。
通過遠程的協同診療平臺，我們可以提供遠程的醫療服務，這個是在中國醫師協會負責組織全國各專科的專家，通過信息系統，高科技的信息系統平臺來實現遠方和一線無縫隙的連接，提供高效的多學科聯合會診。
2、 《科學大師》：到現在爲止我們投入人工智能診斷系統大概有多少套？成功的案例有沒有？有沒有數據？
董家鴻院士：第一，在人工智能自測評估系統，三個禮拜前的統計已經有20個國家，1000多萬的人羣在應用，這是一個數據。現在這個數據最近我們還沒再統計，應該遠遠超過這個數據了。
第二，我們的人工智能肺炎診斷應用，現在已經有2000多例的診斷結果，準確率達到95%以上，這是接近甚至超過專家的水平了，當然它的診斷更快捷，剛纔說了只需要把這些數據導入到裡面就可以。
第三，遠程會診系統已經在武漢地區的5家醫院裡面佈置了，提供給醫院做遠程多學科的專家會診。我自己親自主持和參加的會診就有4個病例，我們是組織了上海、廣州、北京專家，給他們進行會診，會診了以後對治療決策和治療方法有一定的指導幫助作用。據我瞭解和隨訪，2個病例通過會診以後調整了治療方法和策略，病人病情得到了好轉，向着康復的方向轉變。
在這個方面，我們中國醫師協會是和清華大學合作，清華大學是提供技術平臺、技術支撐，遠程醫療技術平臺的技術支撐，整合了清華大學以及互聯網高科技的公司，還有聯通集團。我們中國醫師協會組織了40多個分會，近萬名專家作爲志願者參與到遠程醫療當中，這也是爲了國家聯防聯控機制提出的前方臨牀救治和後方多學科學術資源相結合的這樣一個線上線下相結合的科學防治模式。
另外我們在隔離點管理了95個隔離區，到目前爲止11000多名康復患者，提供了全人羣的精準管控，極大地提高了康復者隔離區管控的效率。
3、《科學大師》：一下子上了這麼多系統，這些系統在整個開發當中花了多長時間？
董家鴻院士：這個系統總共研發時間是花了一個多月，自測評估系統是花了10天的時間，我們第一時間感受到武漢的疫情爆發，大量的病人聚集醫院造成社會恐慌，第一時間就設計了自測評估系統，10天時間就上線應用了，緩解社會恐慌、引導理性就醫發揮了作用。
第二個系統，人工智能輔助診斷系統花了15天的時間。這個系統我們是和武漢一線的幾家定點醫院合作的，像雷神山醫院、天佑醫院，還有武漢的中南醫院這幾家合作，花了15天的時間。
其他的系統都在陸續的，像智能機器人花的時間比較長一點，到現在還沒有完全進入臨牀使用，還在試驗階段。智能分診系統研發得也比較快，也花了15天時間。
隔離區的管控系統是2月23日到了武漢以後，和武昌區政府領導、一線的醫生座談調研以後發現需要這樣一個系統。原來他們都是靠手工管控那麼多人，很困難，效率很低。我們瞭解到這個需求以後應急花了2天時間。
這些系統爲什麼能夠短時間研發出來？是因爲我們過去還是有這方面的積累，因爲長期在關注着國家健康醫療的需求，平時我們在這方面已經有一些技術的積累和儲備，這個時候正好應用到這裡。
4、《科學大師》：現在遠程醫療難在哪？人工智能對遠程醫療能起到哪些支撐作用？
董家鴻院士：遠程醫療目前最大的難點、痛點主要在於病人信息量巨大，高通量傳輸需要保真、清晰、無延遲，比如患者肺部CT標準影像會包含5000到6000張連續圖片文件容量甚至多達幾百兆，以往的技術很難實現大規模數據傳輸。另外，延遲問題使雙方交互存在障礙。
我們研發的遠程移動協同診療系統克服了這幾個問題：一是應用了先進的數據壓縮技術，保證龐大數據通暢傳輸的同時實現了超低時延的傳輸，遠程專家實時同步參與診療；二是使用了獨創的影像增強算法，全面提升了遠程端影像清晰度，讓遠程專家可以看到和原圖一樣清晰的CT影像；三是視頻圖像的凍結技術，讓遠程醫生可以凍結影像資料，進行標註和操作指導；四是全球多節點覆蓋，實現包括亞洲，歐洲，美洲等跨洲的高清音視頻溝通。
比如在手術操作的時候，我們通過視頻畫面的共享，遠程的醫療可以凍結這個畫面，比如手術的畫面可以凍結，在視頻上進行標註、引導，對一線的醫生進行操作指導，這就是遠程的交互協同，這些都是以前的系統所不能實現的，通過我們這個系統解決了這些遠程醫療當中的障礙。
二、智能化疫情防控體系可複製
5、《科學大師》：能不能詳細介紹一下康復智能管理的體系？比如它包括什麼樣的高科技，是怎麼實現一整套管理的？這個系統是不是適合全球？除了適合新冠肺炎以外，是不是適合其他的一些疾病的比如說康復智能管理？
董家鴻院士：它是一個自主的測評，康復人羣自主測評，和系統的管控相結合的這樣一個系統。也就是說每個康復者都有智能手機，通過智能手機終端對自我的健康狀況進行評估，但是這個評估是根據手機的問卷，他的體溫，他的症狀，有沒有呼吸道症狀，有沒有其他消化道症狀等全身症狀，它的檢測結果也會共享到這個平臺上面。
這些信息會推動系統彙總到網格員，每一個隔離區都有一個終端，這個終端的醫生和護士，管理人員就會了解到這個區域裡面所有康復者的狀況，精準到每個人，都在這個系統裡有顯示。每一個隔離區的信息又彙總到區政府的衛健委，和我們的終端裡面，這樣區政府就可以對整個區的所有隔離點裡面旁副人羣的狀況有掌握。同時掌握整個隔離區，每一個隔離點牀位的情況，還有預計出院病人的情況。這樣就可以整體掌握資源，今天預計有多少牀位空出來，同時對多少病人康復者進入隔離區，可以精準地進行資源調配。
隔離區將來這個系統還會爲每一個康復者提供長期的健康追蹤，直至我們觀察的終點，比如一年後病人全身的情況怎麼樣，我們還會定時提醒這些患者做定期的隨診，到醫院複查，這樣就把這個病人進行了全程的管理，確保每一個病人能夠最佳康復。隔離區的病人還可以在隔離區和網格管理員、醫生和護士進行互動、交互，除了醫療方面這些求助之外，生活上的求助也可以提給隔離區的管理員，這樣提高病人隔離區生活的體驗和滿意度。
我們希望這個系統將來也能成爲其他的慢病或者疾病恢復以後的管理工具，確診管理。因爲這個系統其實是有普適性的，它可以轉換成其他任何疾病全程的管理。
6、無論是評測還是智能分診，還是遠程醫療，包括後面康復人員的管理系統，這些系統在疫情過後我們會推廣嗎？還會有複製性嗎？
董家鴻院士：這個系統將來的推廣和可複製性。
這個系統對傳染病的疫情防控是有重要作用的，同樣可以推廣到未來其他的慢病管理，像個人自測系統可以推廣到任何疾病，都可以做個人健康的評估。因爲現在國家2030行動計劃也倡導每個人都是自己的健康第一責任人，要普及健康知識，要提高全民的健康意識，通過這種個人的健康評估系統，我們可以實現提高全民的健康意識，另外對自我的健康評估掌握自己的情況。當然，未來我們還會在這個系統基礎上面針對不同疾病的高風險人羣，比如心血管疾病、肺病、腫瘤這些高風險人羣，我們還會設計不同的專項的自測評估系統。
另外，疾病的長期管理，就是我們現在用於隔離區康復人羣的管理系統，這個系統也可以推廣到其他的這些急性期後的病人管理，比如心肌梗塞的病人，在醫院放了心臟支架，或者大小手術，或者是腫瘤的病人我在醫院裡面做完手術了。術後的管理是我們國家普遍的短板。通過這個系統，就可以實現病人的全程管理，動態監控，定期提示覆診，儘早發現這些新的問題，及時處理，這樣就可以大大提高治療效果和病人的健康狀況，這些系統我們希望將來能夠爲全人羣、全週期、全方位的健康管理提供信息化的現代工具。
三、中國疫情治療方案海外可借鑑
7、《科學大師》：中國的專家和這套系統在跟國外對接的時候，需要外方提供哪些條件和資源？我們輸出的時候主要是從哪幾方面？
董家鴻院士：我們輸出的主要是軟件。一個就是智能的自測評估系統，這個系統是通過互聯網向公衆發佈的，任何有網絡的地方，都可以在網絡上下載，任何全球的居民只要從網絡上下載就可以自測。我們是提供了5個語種的版本，應該是覆蓋了大部分語言的民族。現在我們非洲這邊也在關注，未來需要的話還會面向非洲這些國家再進行語言的翻譯，做出相應的語言版本。
第二，智能的診斷系統，我們也在國際上共享，和韓國、美國分享了。
第三，技術上的合作。因爲這次美國MIT和斯坦福大學都來提出要合作，用我們這一套新冠肺炎的智能診斷系統，我們也無償地提供給他們。通過1600多例非常寶貴的病人資料研發出這個系統出來，我們也分享給美國，他們可能在這個系統基礎上面，運用我們的技術繼續做適合美國國情的在地化改進。
8、 《科學大師》：我們給海外輸出智能的防控方法或者是方案，這個合作是免費的嗎？還是說跟他們有一個共同的開發和這個過程？
董家鴻院士：免費是基礎，我們所有的研發，自主研發的技術產品都是免費的分享給國際上面的任何一個國家，這是基礎。第二，在技術上面我們可以共同研發，其實就是這些技術在地化的過程當中，我們可以提供合作，都是免費的，都是無償的，我們是一個志願者行動。
9、《科學大師》：現在新冠肺炎的全球蔓延，中國有哪些診療方案對國外有借鑑意義？比如說您建不建議國外也建這種方艙醫院？
董家鴻院士：中國經驗對國際上的疫情防控是具有非常重要的借鑑價值。我覺得很多東西是在國際上面、在其他國家可以實現的，有些東西是不能實現的。比如說封城這種，在有些國家不能實現。像方艙醫院我覺得是非常智慧的方法，像意大利這種暴發量、感染率很高的國家是可以實現的。
另外，我們在前期病人救治當中所獲得很多經驗，應該也可以給國際社會採納。比如對輕症病人的處理主要是隔離，重症病人才需要進行緊急的監護治療。尤其是早期的干預，防止病人的重症化可能是降低死亡率最最主要的策略，這是非常重要的可以借鑑的。
在智慧智能的防控技術，我想是可以爲外國所借鑑的，實際上我們這些技術已經在向國際上推廣應用，比如個人自測評估系統，社區的疫情管控、智能管控系統，以及醫院內的智能分診、智能診斷。
新發傳染病大家都沒有經驗，我們通過智能診斷能夠反映中國經驗，另外又有現代科技的融入，可以給國際社會借鑑。
四、反思：疫情防控的短板在哪？
10、《科學大師》：對於這次疫情，您有沒有什麼最深的感悟，以後您覺得我們應該怎麼更好地完善整體公共衛生包括醫療體系？
董家鴻院士：在後疫情時代，應組織相關領域專家對本次疫情防控中暴露的問題和短板進行全面覆盤和反思。我個人的認識，體會比較深的有以下幾點：
第一，我們的疾控體系是嚴重的短板，包括疫情的直報體系，包括整個疫情防控的這樣一個分級診療的體系，還有指揮體系，我覺得都要反思，怎麼樣來完善重大新發傳染病的系統防控。
第二，分級診療體系，國家其實一直高度重視強基層，要建立健全分級診療體系。但是因爲制度的障礙，這個制度的障礙我覺得主要是一個政府的管理制度障礙，還有醫保和醫療之間聯動的障礙，一直沒有能夠很好地推進下去，我想疫情之後現在國家領導已經在關注這個問題了，疫情之後肯定會來進一步檢討分級診療體系的問題。
這一次暴露的突出問題主要是一線社區第一道防火牆沒有起到好的作用，基本上是失守的。像北京來講，北京長庚醫院是在京北地區是一個最大的醫院，其實我們的病人都不是從社區轉來的，都是病人有發熱症狀、呼吸道症狀以後，我們是第一站。
武漢暴露的問題比較嚴重，像大量的病人都沒有通過社區接診，涌向大醫院，大醫院一天接診1500、1600甚至2000的發熱病人，其實是擠爆了大醫院。一個是造成大醫院裡診療的癱瘓，這麼多病人，再大的醫院、再強的能力也不行，另外就是院內交叉感染，這是疫情蔓延重要的因素。
第三，在醫療機構，大的醫院裡面針對傳染病的治療防控設施還是嚴重不足，包括我們醫院，也是疫情來了以後緊急根據防控的要求，改造我們發熱門診，臨建隔離留觀區，這些東西我們平時就應該有預備的可用的空間，這樣就不至於疫情來臨的時候臨時抱佛腳，臨時動員，這樣一個是浪費，另外響應的速度也會受影響。
第四，公共衛生這一塊如何建立醫和衛聯動融合，這個將來也是要考慮的。公共衛生這一塊如何能深入到基層去、社區去，跟醫生們一起來發現這些疫情的苗頭，來進行防控，這其實也是未來應該要考慮的。公衛人員的比例，應該是1萬人口裡面有2個，醫生大概萬人裡面7個左右，我們國家遠遠沒有達到這個數字。
未來我覺得公共衛生系統的建立，分級診療體系的建立，特別是社區機構的建強、建大，我想是我們國家着重考慮的。
11、 《科學大師》：也有觀點說這個病毒可能會變異，和人類長期共存，它會成爲一個和感冒一樣的病，這樣的話它的疫苗和藥物研發非常重要，您怎麼看？
董家鴻院士：疫苗的重要性就是如果這個病毒慢性化和共存下來，疫苗就成爲重要的下一步的防控手段。
但這個還是一個未知數，現在對這個病毒到底會不會慢性化還不知道。這個病毒和SARS病毒都是冠狀病毒，它的生物學特性，對人體宿主的相互作用會不會像SARS那樣現在不清楚。如果要是SARS那樣，病毒隨着疫情消散以後，這個病毒也就在人羣當中清滅了，那可能疫苗的意義也就不是那麼大。但是也不好預測，我覺得在不知未來的情況下做疫苗的研發應該還是有一定必要的。