當(dāng)AI+醫(yī)療走出醫(yī)院 解讀未來健康管理的無限可能
本篇內(nèi)容集中在院外場景,AI賦能健康管理領(lǐng)域。當(dāng)患者走出醫(yī)院,AI技術(shù)如何連接醫(yī)生與患者,如何幫助患者了解病情現(xiàn)狀與預(yù)測病情走向。為更好的閱讀,小豹整理了以下幾點(diǎn)內(nèi)容:
一、健康管理行業(yè)簡析
二、慢性疾病院外是重點(diǎn)
三、Never Offline/隨時(shí)在線的AI健康管理
四、小豹展望
一、健康管理行業(yè)簡析
中國大健康產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模巨大,2017年就已達(dá)6.2萬億元,近年環(huán)比增速均在10%以上。大健康產(chǎn)業(yè)包括醫(yī)藥、健康養(yǎng)老、醫(yī)療、保健品和健康管理服務(wù)。健康管理僅占大健康的2.6%,但年度產(chǎn)業(yè)規(guī)模依然可以達(dá)到接近1800億元的水平。同時(shí)健康管理與醫(yī)療、醫(yī)藥、養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)交叉緊密。
當(dāng)前醫(yī)療資源不足,導(dǎo)致患者走出診室后,醫(yī)生難以獲得患者情況,患者也不能及時(shí)了解病情進(jìn)展,醫(yī)生和患者對健康管理的需求同樣迫切,在慢性病領(lǐng)域尤其明顯。隨著技術(shù)進(jìn)步,可攜帶的醫(yī)療級別傳感器獲取人體數(shù)據(jù)方便且比較精準(zhǔn)。智能便攜傳感器的邊緣計(jì)算框架延遲低,近乎實(shí)時(shí)反饋,患者和醫(yī)生有條件第一時(shí)間獲知情況變化。
基于患者的真實(shí)世界研究和醫(yī)療大數(shù)據(jù),更多的疾病動力學(xué)模型和人群生理病理模型被開發(fā)出來,推動了個(gè)性化醫(yī)療解決方案的執(zhí)行,千人千面的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)成為可能。
在慢性病人群規(guī)模上,除了人口老齡化帶來的影響,當(dāng)前部分慢性病也有年輕化的趨勢。健康報(bào)與丁香園在2019年初發(fā)布的報(bào)告顯示,年輕人在腸胃、睡眠等方面均有不同程度的問題或困擾。80后已經(jīng)開始普遍關(guān)注健康、健身等知識內(nèi)容。普通人關(guān)注的健康知識top3的是飲食營養(yǎng)、鍛煉健身、家庭用藥,都是與院外健康管理息息相關(guān)的。
慢性病種類眾多,且康復(fù)治療階段、治療藥物復(fù)購等行為多發(fā)送在院外,院外的日常生活習(xí)慣和環(huán)境對病情發(fā)展影響大,借助家用醫(yī)療器械監(jiān)測病情是慢性病人群的常見措施。
以典型的慢性病糖尿病為例,2017年糖尿病患者已達(dá)1.14億人,受生活環(huán)境和生活習(xí)慣影響,預(yù)計(jì)到2045年將達(dá)到1.54億人。2017年糖尿病患者直接醫(yī)療開支占全國醫(yī)療開支的13%,達(dá)1734億。
二、慢性疾病院外是重點(diǎn)
從宏觀角度,WHO結(jié)合發(fā)展中國家衛(wèi)生系統(tǒng)和人群健康狀況提出了慢性病創(chuàng)新照護(hù)框架(Innovative care for chronic conditions framework,ICCC);颊卟粌H需要得到貫穿時(shí)間、環(huán)境和衛(wèi)生服務(wù)提供者有計(jì)劃的綜合照護(hù)外,還需要自我照護(hù)技能。
考慮到國內(nèi)醫(yī)生資源缺口嚴(yán)重,在社區(qū)和家庭環(huán)境中難以直接獲得醫(yī)生的指導(dǎo)建議。從微觀角度,醫(yī)生需要及時(shí)知曉患者在院外的身體情況和心理情況,結(jié)合患者歷史用藥和個(gè)體差異,提供有差異化的用藥指導(dǎo)與生活習(xí)慣建議。
這時(shí),基于AI技術(shù)和專業(yè)醫(yī)學(xué)知識的慢病管理就可以發(fā)揮重要作用。借助各類可穿戴設(shè)備的傳感器監(jiān)控患者體征指標(biāo)、醫(yī)療大數(shù)據(jù)沉淀的患者歷史、AI對大量真實(shí)世界病歷研究形成的慢性疾病生理指標(biāo)或代謝模型,一旦有異常數(shù)據(jù)超過閾值,醫(yī)生將可以遠(yuǎn)程對病情進(jìn)行分級管理,及時(shí)對患者進(jìn)行干預(yù)治療、提出或優(yōu)化治療方案,實(shí)現(xiàn)慢性病全程動態(tài)管理監(jiān)督。患者也可以根據(jù)健康管理AI的反饋,加強(qiáng)自我管理與監(jiān)督。從醫(yī)生端和患者端同時(shí)建立有效的系統(tǒng)化、個(gè)性化的慢病信息管理,提高醫(yī)療資源的高效利用,并最終改善或提高患者的健康程度。
AI在健康管理領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值正在越來越多的體現(xiàn)。來自最新naute madicine的研究論文[1]表明,基于現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的糖尿病相關(guān)慢性腎病模型的預(yù)測能力優(yōu)于來自臨床研究數(shù)據(jù)的模型。也就是越多來自院外的真實(shí)患者的數(shù)據(jù)的整合匯總,越可能開發(fā)出預(yù)測更精準(zhǔn)的AI模型,提早判斷類似糖尿病等慢性疾病的發(fā)生和發(fā)展。
2018年,吳恩達(dá)團(tuán)隊(duì)使用邏輯回歸的方法得到的 ARR 預(yù)測值通常與心血管風(fēng)險(xiǎn)成正比[2],而新開發(fā)的X-learner算法則能夠正確地觀察到,個(gè)體治療效果經(jīng)常是與基線風(fēng)險(xiǎn)不成比例的。這樣的結(jié)論也說明了,在為患者進(jìn)行高血壓治療的時(shí)候,根據(jù)患者個(gè)人具體情況設(shè)計(jì)療法,效果很可能優(yōu)于給所有人相同的療法,為現(xiàn)有的高血壓治療提供新的視角和思路。這也是吳恩達(dá)團(tuán)隊(duì)希望能夠?qū)崿F(xiàn)的效果。
三、Never Offline/隨時(shí)在線的AI健康管理
健康管理的重點(diǎn)在院外,院外的難點(diǎn)在數(shù)據(jù)監(jiān)測。2014年9月美國時(shí)代雜志的封面文章Never Offline還在暢想未來可穿戴技術(shù)對人類生活的改變。短短幾年時(shí)間,可穿戴設(shè)備在醫(yī)療場景應(yīng)用已經(jīng)使得患者和醫(yī)生在院外監(jiān)測病理特征的手段愈發(fā)多樣和監(jiān)測精度不斷提高。
說到醫(yī)療級的可穿戴設(shè)備,最知名的可能是蘋果公司的apple watch 4了。2018年上市時(shí)就通過了美國FDA的認(rèn)證,以單導(dǎo)聯(lián)結(jié)合專用算法可以實(shí)現(xiàn)高精度的心率監(jiān)測,當(dāng)發(fā)現(xiàn)心房顫動節(jié)律時(shí)及時(shí)提醒用戶,提升中風(fēng)早篩的幾率。
遺憾的是apple watch 4暫時(shí)還未通過中國國家藥品監(jiān)督管理局NMPA(前CFDA)的認(rèn)證,無法在國內(nèi)使用心電監(jiān)控功能。除了apple watch 4,蘋果公司還有一項(xiàng)通過嵌入式活動傳感器可以獲取溫度、出汗、心率數(shù)據(jù)和其他指標(biāo)的專利可能與剁手利器airpods有關(guān)。但很遺憾,9月10日蘋果新產(chǎn)品發(fā)布會中,并沒有發(fā)布新的airpods。apple watch 5則更新了心率檢測算法,新增了噪聲、女性經(jīng)期等與健康相關(guān)功能。蘋果、三星、谷歌這些國外公司正在不斷加碼醫(yī)療級可穿戴設(shè)備切入健康管理的大市場,中國企業(yè)同樣不甘落后。在全球可穿戴設(shè)備出貨量排名靠前的華米科技在2019年6月了發(fā)布Amazfit健康手表,是國內(nèi)首款支持ECG心電圖監(jiān)測功能的可穿戴產(chǎn)品。
同時(shí)華米公司還有一款已經(jīng)通過NMPA認(rèn)證的可穿戴心電記錄儀手環(huán)。華米利用可穿戴設(shè)備獲取的人體數(shù)據(jù),結(jié)合專業(yè)醫(yī)療知識和AI算法,在心臟疾病的相關(guān)診斷、睡眠障礙監(jiān)控、運(yùn)動健身和生物id識別等領(lǐng)域都在進(jìn)行探索。
2019年3月,華為終端有限公司新增了銷售醫(yī)療器械(第二類醫(yī)療器械)的經(jīng)營范圍,引發(fā)人們遐想。華為與301醫(yī)院專家聯(lián)合開發(fā)了一款心臟健康研究的app,使用華為智能穿戴設(shè)備的心率傳感器,結(jié)合AI智能心率算法,實(shí)時(shí)追蹤心率相關(guān)數(shù)據(jù),為用戶提供心律失常篩查、個(gè)性化指導(dǎo)、預(yù)約就診和整合管理服務(wù)。
9月20日最新發(fā)布會中,新一代華為手表GT增加了對血氧信號的檢測能力。但華為可穿戴設(shè)備目前都沒有取得NMPA認(rèn)證,檢測到的數(shù)據(jù)只能作為參考,不能成為診療依據(jù)。這也是目前大多數(shù)可穿戴設(shè)備廠商面臨的尷尬,NMPA認(rèn)證難以獲得。
除了以手表手環(huán)形式監(jiān)測心率的智能可穿戴硬件,血壓儀、血糖儀、血氧儀等都已經(jīng)有數(shù)字化、可便攜、有AI輔助診斷且(部分)通過NMPA認(rèn)證的產(chǎn)品上市。
這幾年基于生物傳感器,能夠監(jiān)測呼吸、心率、發(fā)聲等人體信號的紋身式電子皮膚,已經(jīng)在清華大學(xué)、MIT媒體實(shí)驗(yàn)室、斯坦福大學(xué)等等的實(shí)驗(yàn)室中取得了不少突破,比如斯坦福大學(xué)鮑哲南教授[3]最新研制成功的可穿戴無線皮膚傳感器BodyNet,不需要電池,工作原理類似于ID卡:利用無線射頻識別技術(shù)RFID,從服裝接收器吸收能量,為傳感器供電,然后從皮膚讀取數(shù)據(jù)并發(fā)送回接收器。BodyNet將被用在醫(yī)療方面,如監(jiān)測患有睡眠障礙的患者夜間睡覺質(zhì)量,呼吸心跳肌肉等表現(xiàn);或長期觀測心臟病患者日常生活中的心臟表現(xiàn)。
四、小豹觀點(diǎn)
美好的未來似乎就在眼前,利用最新的傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、AI技術(shù),形成從院外數(shù)據(jù)監(jiān)測、輔助診斷、患者提醒到快速掛號導(dǎo)診、遠(yuǎn)程醫(yī)療、醫(yī)藥電商等線上線下全環(huán)節(jié)的健康管理體系;ヂ(lián)網(wǎng)公司、傳統(tǒng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)都有機(jī)會參與其中。
對C端用戶主要以售賣可檢測體征的硬件及對應(yīng)增值服務(wù)為切入點(diǎn),讓普通人能看到可準(zhǔn)確量化的體征變動,以此增強(qiáng)普通人的健康管理意識。同時(shí)這些全面的量化數(shù)據(jù)既是做輔助診斷的重要依據(jù),也是健康管理的起始點(diǎn)。對B端客戶以數(shù)據(jù)分析平臺、云管理平臺和AI模型平臺為吸引點(diǎn),通過技術(shù)能力不斷賦能醫(yī)療機(jī)構(gòu)的運(yùn)營管理,進(jìn)而通過醫(yī)療機(jī)構(gòu)提升患者的健康管理效率,從而形成院內(nèi)院外-患者-醫(yī)生-平臺的多元閉環(huán)。
在保證隱私和數(shù)據(jù)安全的前提下,越細(xì)致和全面的數(shù)據(jù)記錄,越可能形成清晰準(zhǔn)確的健康管理方案,千人千面的精準(zhǔn)醫(yī)療才可能實(shí)現(xiàn)。目前涉足健康管理的企業(yè),野心都不止于此。從健康管理切入,獲取多場景下海量的患者或用戶數(shù)據(jù),為醫(yī)療機(jī)構(gòu)搭建數(shù)字化平臺,攜C端的用戶(患者)規(guī)模和B端數(shù)據(jù)運(yùn)營分析能力,進(jìn)而涉足輔助診斷這個(gè)市場規(guī)模更大利潤更高的市場。
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