信息時代下,看大數據+AI如何“精準抗疫”

随着各行各业的共同努力,近期,抗击新型冠状病毒肺炎相关的喜讯接连传来,全国疫情总体呈下降的趋势。钟南山院士2月11日在接受路透社采访时表示,基于现有的数学模型、近期的疫情情况,以及政府所采取的措施,疫情有望出现缓解,预计峰值将会在2月中下旬出现,4月前可能结束。

2月4日,国家卫生健康委办公厅发布《

关于加强信息化支撑新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作的通知》,要求进一步推动发挥信息化在辅助疫情研判、创新诊疗模式、提升服务效率等方面的支撑作用。

基于《通知》的指导,目前,各级医疗机构借助“互联网+”都已开展针对新冠病毒感染的肺炎的网上义务咨询、居家医学观察指导等服务,拓展线上医疗服务空间,引导患者有序就医,缓解线下门诊压力。此外,早在2月2日,为解决公众,尤其是需要定期到医保定点药店或医院购买药物的慢性病患者在疫情期用药问题,国家医保局发布了放宽慢性病处方药用量的通知,北京、上海等地已采取了行动。目前已有多家医院联合第三方平台已开启了线上问诊、慢性病复诊及药品配送的服务,利用信息化手段预防和降低线下交叉感染风险,为医务人员和患者提供安全有效的信息保障。同时,各传统媒体、新媒体平台也都积极推送新冠病毒自我防护的相关科普、辟谣图文,提高广大人民群众的个人防护能力。

在这场没有硝烟的防疫攻坚战中,还有这样一股力量也在其中发挥着重要的作用,通过大数据与人工智能(AI)等新兴信息技术实现对疫情发展进行实时的跟踪筛查、建立有效预测模型、辅助诊断、分析病例、加速肺炎药物和疫苗的研发等多方面的应用,助力“精准”抗疫。

1、地图迁徙大数据,助力人口流动定位

此次新冠病毒的传染力强,在抗疫过程中,传染源的定位就显得至关重要。各宏观上的人员流向可以帮助地方政府及疾控部门对疫情开展更精准的疫情控制措施,合理调度医疗资源。通过大数据手段还可以有效锁定输入型感染者的活动圈和散落各地的隐形传染源,助力各相关部门的精准疫情防控。

目前,地图类APP或小程序可以实现的功能包括人口热力图(显示具体区域的实时人口流量密度),监测用户附近的感染地点,查看附近最新“新型肺炎”病人曾到达过的小区、街道,与最近的病患之间的距离,提醒公众及时做好防护并合理安排出行。此外,这类APP还能够快速进行定点医院及发热门诊查询,湖北籍游客定点接待酒店查询,方便有需要的用户使用。

2、大人流测体温系统+疫情填报平台+智能外呼系统,助力疑似人群的筛查追踪

随着返程高峰的到来,人员流动的加速给疫情的防控带来了难度。但在人工智能及大数据的帮助下,各项疫情防控工作都在有条不紊地进行中。

大人流测体温系统

由于发热是感染新冠病毒后的主要症状之一,在人口密集区域进行体温检测是筛查新冠病毒疑似感染者的重要手段。但传统的额温枪检测无法满足地铁站、火车站、医院等大人流量区域检测的需求,若因测体温而导致人群聚集,反而增加了传染的风险,得不偿失。为此,AI巨头们先后针对大规模人群测温给出了解决方案。据悉,目前百度、高德红外等推出的快速体温筛查系统已安装到了全国多地的医院、车站、机场等人流密集的公共场所并投入了使用,该系统能在不摘口罩的前提下锁定人脸,并对体温异常者提出警示。

疫情填报平台

为了便于返程人员的信息登记及追踪,各疫情填报平台的工作也在如火如荼地展开,在返程通过交通口岸和道口时需填写《健康信息登记表》。同时,社区居委及企业单位都会对近期返程人员进行线上信息采集,在家完成旅行信息、健康情况等上报,便于监管单位通过移动端实时查看健康指标,及时发现健康异常的人员,尽早采取防控措施。

智能外呼系统

在居民的普查及防疫通知过程中,AI外呼系统发挥了重要的作用。相比于人力上门排查及电话询问,AI进行电话信息采集则更为安全、高效。智能外呼平台可以定向或随机发起拨入居民电话,自动询问并采集居民的疫情信息,对居民进行疾病患教及防控指导,同时还可以根据关键词自行对信息进行归纳整理,大大缩减普通基层排查工作人员的工作量及所需人力。据悉,科大讯飞及百度均推出了智能外呼服务,免费协助重点人群的筛查与跟进随访至疫情结束。

通过以上手段的三管齐下,能够快速筛查并追踪潜在的传染源,方便后续的监管、集中收治和隔离,通过阻断传染源,尽可能降低二次传染的风险。

3、AI及超级算力助力新冠病毒相关新药及疫苗的研发

在抗疫过程中,社会大众最关注的就是抗疫特效药和新冠疫苗的研发进展。为加快新冠病毒相关新药及疫苗的研发,我国多个超算中心正在发力协助中国疾控中心研发新冠病毒疫苗,科研人员正在利用超算进行靶点探寻、新药筛选、先导物及试验优化、药理毒理等研究工作。相关企业也相继免费开放算力,加速相关研究的进展。

· 深圳超算中心向中山大学药学院罗海彬教授团队提供大量计算资源进行抗新冠病毒的药物筛选和病毒突变预测;

· 阿里云宣布疫情期间向全球公共科研机构免费开放一切AI算力,以加速本次新型肺炎新药和疫苗研发;

· 腾讯云向北京生命科学研究所/清华大学生物医学交叉研究院的黄牛教授实验室提供了大量标准的CPU算力以及对象储存能力,帮助他们进行基于结构的药物分子设计的离线计算任务;

· 百度开放LinearFold算法给全世界科学家免费使用,可大大加快RNA结构预测速度,帮助研究人员加速深入了解新冠病毒基因组的性质,设计开发针对性药物。

在此次抗疫行动中,研究人员能够如此迅速地完成新冠病毒的基因测序、分析来源,并进行潜在药物的开发筛选,离不开AI及算法的帮助。

4、AI辅助诊断助力新冠病毒肺炎影像学分析

在抗疫一线,AI也能发挥作用。据报道,浙江大学医学院附属第二医院急诊中心已投入使用抗疫机器人及清扫消毒机器人,可以实现治疗药物、医用护理器材器具被服的无人化配送及24小时自动维持地面的消毒清洁。

此外,AI在医学影像处理上的能力更为出众。在此次抗疫行动中,国内许多AI公司为各大医院提供了基于医疗影像分析的智能化系统。AI辅助诊断系统可全自动、快速、准确地为影像及临床医生提供CT量化结果,缓解可精准诊断新冠肺炎影像医生紧缺的局面,减轻影像医生的工作负荷。尽管新型冠状病毒肺炎无创诊断的金标准始终是核酸检测,但AI辅助诊断的开发利用还是非常有必要的。

此外,AI辅助系统还可以辅助医生更高效地区分新冠肺炎的早期、进展期与重症期,有利于患者的分档收治。同时,对于确诊病人,基于对多次复查影像数据的量化分析,医生能够有效评估病情进展及用药疗效等情况。

除以上提及的作用外,大数据与AI还在构建疫情发展模型、精确配置各类物资、分析各临床治疗方案寻找最佳诊疗路径等方面也起到了不容忽视的作用,更多的应用场景也在被不断开发助力“精准抗疫”,其潜力不容小觑。

此次抗疫行动信息技术产业能及时响应并迅速开展有成效的行动有赖于行业平时在医疗大数据及AI领域的厚积薄发。尽管疫情给行业带来了技术创新的紧迫感,一定程度上加速了大数据及AI技术的渗透和应用,但在疫情期间各大主流媒体平台对于这个领域的报道比例不高也让我们看到了这些技术的应用价值目前还没有被社会大众广泛地认识到。当然,最重要的还是要继续加强大数据及AI领域的研发,完善产业链,推出更多更实用的产品,被大众认可。期待大数据及AI技术给我们带来更多的惊喜。

参考资料:

[1]http://www.xinhuanet.com/info/2020-02/05/c_138756753.htm

[2]http://www.sykv.cn/m/view.php?aid=23574

[3]http://news.dichan.sina.com.cn/2020/02/05/1270431.html

[4]http://tech.gmw.cn/2020-02/12/content_33546759.htm

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