- 醫(yī)療健康人工智能應(yīng)用案例集
- 張學(xué)高 胡建平
- 3487字
- 2021-12-17 23:13:45
(四)寧波鄞州糖網(wǎng)篩查人工智能評估項目
應(yīng)用單位:寧波市鄞州區(qū)衛(wèi)生健康局
涉及科室:全科、眼科、腎病科、內(nèi)分泌科
疾病種類:糖尿病視網(wǎng)膜病變
案例簡介:糖網(wǎng)篩查人工智能評估項目是基于寧波市鄞州區(qū)目前的醫(yī)療模式及糖網(wǎng)篩查所面臨的問題,探索建立在“眼底會診中心”的支持下,以區(qū)內(nèi)醫(yī)共體總院[鄞州人民醫(yī)院、鄞州第二醫(yī)院(腎病科)]為保障,以社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心為基礎(chǔ)的糖網(wǎng)篩查模式。該模式針對糖尿病視網(wǎng)膜病變的篩查,構(gòu)建了一整套智能化評估系統(tǒng)。包括智能統(tǒng)計端系統(tǒng)、專家遠程診斷系統(tǒng)、診間管理系統(tǒng)、統(tǒng)計管理系統(tǒng)、糖網(wǎng)篩查共享數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)(中心站)、人工智能(AI)評估系統(tǒng)、TV監(jiān)控端系統(tǒng)等七大部分。實現(xiàn)了圖像采集、信息輸入、自動云處理、醫(yī)生查看結(jié)果、患者PC端查看報告、患者二維碼查看報告等相關(guān)功能。能夠大大提高醫(yī)療機構(gòu)的診斷服務(wù)質(zhì)量與效率,改善眼科醫(yī)生匱乏、醫(yī)療資源分布不均的現(xiàn)狀。該模式充分發(fā)揮了各級醫(yī)療資源的優(yōu)勢,實現(xiàn)了上級醫(yī)療資源下沉和基層醫(yī)療服務(wù)的延伸,不僅把專家門診開到了老百姓家門口,更是為糖友們配備了雙向轉(zhuǎn)診機制,為糖尿病患者提供個性化的長期慢性病管理方案。區(qū)內(nèi)醫(yī)共體總院將醫(yī)療服務(wù)主動下沉,不僅僅優(yōu)化了醫(yī)療資源配置,讓社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心更好地發(fā)揮作用,讓廣大百姓受益,同時在長期的慢性病管理跟蹤中,也為慢性病科研項目積累了大量數(shù)據(jù),為區(qū)內(nèi)醫(yī)共體總院的臨床研究提供了一片更廣闊的天地。該模式對于合理利用醫(yī)療資源,促進醫(yī)療資源再分配,全面促進居民健康和實現(xiàn)健康中國的目標(biāo)具有重要的意義。
1.案例背景
近些年來,隨著我國人口老齡化與生活方式的變化,糖尿病從少見病變成一個流行病,2010年中國疾病預(yù)防控制中心和中華醫(yī)學(xué)會內(nèi)分泌學(xué)分會調(diào)查了中國18歲及以上人群糖尿病的患病情況,顯示糖尿病患病率為9.7%。2013年我國慢性病及其危險因素監(jiān)測顯示,18歲及以上人群糖尿病患病率為10.4%,我國已然成為世界糖尿病第一大國。而隨著糖尿病發(fā)病率的增高,糖尿病患者病程的延長,相應(yīng)的糖尿病并發(fā)癥的發(fā)病率亦逐年上升,糖尿病視網(wǎng)膜病變(diabetic retinopathy,DR)作為常見的糖尿病慢性并發(fā)癥之一,是導(dǎo)致成人失明的主要原因之一,嚴重威脅著糖尿病患者的生存質(zhì)量,同時給社會帶來嚴重經(jīng)濟負擔(dān)。
糖尿病視網(wǎng)膜病變是糖尿病最常見的微血管并發(fā)癥之一,也是處于工作年齡人群第一位的不可逆性致盲性疾病。糖尿病視網(wǎng)膜病變尤其是增殖性視網(wǎng)膜病變,是糖尿病特有的并發(fā)癥,罕見于其他疾病。在我國,視網(wǎng)膜病變在糖尿病患者人群中的患病率為24.7%~37.5%,其中增生期視網(wǎng)膜病變比例在3.3%~7.4%。
糖尿病視網(wǎng)膜病變(包括糖尿病黃斑水腫)的患者常無明顯臨床癥狀,因此,從防盲角度來說,定期做眼底檢查尤為重要。《中國2型糖尿病防治指南(2017版)》指出,2型糖尿病患者應(yīng)在診斷后進行首次綜合性眼檢查。1型糖尿病患者在診斷后的5年內(nèi)應(yīng)進行綜合性眼檢查。隨后,無糖尿病視網(wǎng)膜病變者,至少每1~2年進行復(fù)查,有糖尿病視網(wǎng)膜病變者,則應(yīng)增加檢查頻率。而DR流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示,50%以上就診于基層醫(yī)療機構(gòu)的糖尿病患者未被告知應(yīng)定期進行眼底檢查,近70%的糖尿病患者未接受規(guī)范的眼科檢查。由此可見,我國糖尿病患者視網(wǎng)膜病變的篩查和有效轉(zhuǎn)診工作面臨巨大的挑戰(zhàn)。
中華醫(yī)學(xué)會眼科學(xué)分會眼底病學(xué)組的《我國糖尿病視網(wǎng)膜病變臨床診療指南(2014年)》中制定了視力篩查的標(biāo)準(zhǔn),指出眼底照像是更加精準(zhǔn)的DR篩查方式。由于我國人口眾多,需要行眼底篩查的人群數(shù)量巨大,因此在我國的醫(yī)療模式中,DR的篩查主要依賴于基層衛(wèi)生中心對居民的慢性病管理與健康體檢,但從實際情況來看,DR的診斷則主要依賴于專業(yè)眼科醫(yī)師對眼底檢查情況的評估,這種模式極大地增加了醫(yī)生的負擔(dān),降低診療效率。因此,在如今的醫(yī)療模式下,如何構(gòu)建一套完善的糖尿病視網(wǎng)膜病變的診療方案,對于降低糖尿病視網(wǎng)膜病變的發(fā)病率,減輕醫(yī)務(wù)人員負擔(dān),促進全民健康具有重要的意義。
2.案例亮點
糖網(wǎng)篩查人工智能評估項目的技術(shù)核心在于構(gòu)建了一套基于人工智能的糖尿病視網(wǎng)膜病變的自動診斷系統(tǒng),它使用人工智能算法來分析由眼底相機采集到的眼底圖像(圖3-7),可以自動檢測、標(biāo)注、量化眼底出血點與眼底滲出,自動對眼底病變的程度進行分級,并生成報告。在此基礎(chǔ)上,醫(yī)院構(gòu)建了糖網(wǎng)篩查區(qū)域化??漆t(yī)聯(lián)體管理模式,打通了中心醫(yī)院與社區(qū)醫(yī)療機構(gòu)的雙向轉(zhuǎn)診通道,促進了專家資源的下沉和醫(yī)療資源的再分配,構(gòu)建了完善的糖尿病視網(wǎng)膜病變的篩查和診斷系統(tǒng),提高了糖尿病視網(wǎng)膜病變的檢出率和糖尿病的管理率(圖3-8)。

圖3-7 案例亮點

圖3-8 案例亮點
(1)總體架構(gòu)圖:
糖網(wǎng)篩查項目的整體框架如圖3-9所示,包括:

圖3-9 案例亮點
1)醫(yī)生應(yīng)用系統(tǒng):
主要完成采集功能,Pad社區(qū)采集端主要針對糖尿病患者檔案信息采集、糖網(wǎng)篩查AI智能評估應(yīng)用調(diào)閱等。在糖網(wǎng)篩查醫(yī)院應(yīng)用端部署糖網(wǎng)診療系統(tǒng),并實現(xiàn)與醫(yī)生工作站對接。
2)糖網(wǎng)篩查共享數(shù)據(jù)中心:
分為中心端應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心管理兩部分,其中應(yīng)用系統(tǒng)主要分為糖網(wǎng)區(qū)域化雙向轉(zhuǎn)診系統(tǒng)、與社區(qū)全科醫(yī)生工作平臺的接口、與眼科/區(qū)內(nèi)醫(yī)共體總院的糖網(wǎng)篩查接口、糖網(wǎng)篩查AI智能評估軟件接口、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等。數(shù)據(jù)中心建設(shè)包括糖網(wǎng)篩查健康檔案庫、糖網(wǎng)篩查眼底照片庫、糖網(wǎng)篩查診斷報告庫等。
3)接入機構(gòu):
包括社區(qū)醫(yī)院、專科醫(yī)院(鄞州眼科醫(yī)院)、區(qū)內(nèi)醫(yī)共體總院(鄞州人民醫(yī)院、鄞州第二醫(yī)院)。
(2)糖網(wǎng)篩查共享數(shù)據(jù)中心系統(tǒng):
糖網(wǎng)篩查數(shù)據(jù)中心形成全區(qū)糖網(wǎng)篩查專病健康檔案,糖網(wǎng)篩查主題數(shù)據(jù)庫。實現(xiàn)針對患者、醫(yī)療衛(wèi)生人員、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心/二級、眼科等醫(yī)療機構(gòu)的注冊管理服務(wù),建立面向這些實體的唯一標(biāo)識。
糖網(wǎng)區(qū)域化雙向轉(zhuǎn)診系統(tǒng)實現(xiàn)糖網(wǎng)患者的區(qū)域化雙向轉(zhuǎn)診系統(tǒng),疑似陽性患者可以轉(zhuǎn)到眼科醫(yī)院就診。如果發(fā)現(xiàn)患者有并發(fā)腎病,可以轉(zhuǎn)到上級人民醫(yī)院就診。上級醫(yī)院的確診患者診療等相關(guān)報告可以下轉(zhuǎn)到社區(qū)。
與社區(qū)全科醫(yī)生工作平臺的接口實現(xiàn)與社區(qū)醫(yī)院的居民健康檔案對接,獲取居民健康檔案信息;糖網(wǎng)篩查中心平臺可以將居民的糖網(wǎng)篩查報告與社區(qū)全科醫(yī)生工作平臺共享。與眼科/區(qū)內(nèi)醫(yī)共體總院的糖網(wǎng)篩查接口,實現(xiàn)與眼科醫(yī)院、綜合醫(yī)院等的信息互通,實現(xiàn)將糖網(wǎng)篩查項目相關(guān)的報告上傳到糖網(wǎng)篩查數(shù)據(jù)中心。糖網(wǎng)篩查AI智能評估軟件接口,實現(xiàn)與第三方糖網(wǎng)篩查AI智能評估軟件接口的集成。建立完整的接口數(shù)據(jù)質(zhì)量控制體系,同時建立面向聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療機構(gòu)的數(shù)據(jù)審核監(jiān)控機制。
(3)人工智能(AI)評估系統(tǒng):
AI智能評估后臺是一款軟件程序,它使用人工智能算法來分析由眼底相機采集下來的眼底圖像,然后由社區(qū)全科醫(yī)生將患者視網(wǎng)膜圖像上傳至安裝了AI智能評估后臺軟件的云服務(wù)器。
AI智能評估后臺可以完成圖片上傳和智能分析功能,并提供智能化篩選決策,如果采集的圖像質(zhì)量足夠好,軟件會給醫(yī)生提供兩種結(jié)果之一:發(fā)現(xiàn)輕度以上糖尿病性視網(wǎng)膜病變,轉(zhuǎn)診至眼科醫(yī)生;未發(fā)現(xiàn)輕度以上糖尿病性視網(wǎng)膜病變,12個月內(nèi)復(fù)查。
如果檢測到陽性結(jié)果,患者應(yīng)盡快找眼科醫(yī)生進行進一步的診斷評估及治療。
3.應(yīng)用成效
截至2019年10月,寧波鄞州區(qū)共投放糖網(wǎng)篩查設(shè)備22套,分布在20家社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心或者衛(wèi)生服務(wù)站。系統(tǒng)接收并處理數(shù)據(jù)共8 307例,其中有效數(shù)據(jù)6 811例,平均每天診斷約50例。通過智能診斷系統(tǒng)診斷后,共診斷出正常6 175例,DRⅠ期589例,DRⅡ期42例,DRⅢ期及以上2例。
便攜式眼底相機+人工智能(AI)輔助的糖網(wǎng)篩查平臺,基本能夠?qū)崿F(xiàn)對病灶的定位、定性和定量自動檢測,成為目前最適宜的技術(shù)解決方案,有利于糖尿病視網(wǎng)膜病變的早期發(fā)現(xiàn)與早期干預(yù),降低群眾的疾病負擔(dān)和糖尿病視網(wǎng)膜病變致盲率,同時比傳統(tǒng)篩查節(jié)省三分之二的成本。
系統(tǒng)對用戶實行實名認證管理,用戶需進行實名認證并登錄可使用與閱覽系統(tǒng)相關(guān)的功能,系統(tǒng)針對不同級別的用戶賦予不同的權(quán)限,便于各類用戶進行相關(guān)查看、使用、統(tǒng)計操作。系統(tǒng)對患者檔案信息進行加密處理,防止個人敏感信息泄露,保護居民隱私。
4.專家點評
瞻岐鎮(zhèn)衛(wèi)生院徐其方院長:“我們涉及病例共1 864例,糖網(wǎng)篩查項目的實施讓更多的糖尿病視網(wǎng)膜病變患者能夠被早發(fā)現(xiàn)、早治療,并為病情嚴重的患者提供了綠色轉(zhuǎn)診通道,讓患者能夠提早就醫(yī)、科學(xué)就醫(yī),防止病情進一步惡化,提高了患者的診療效果,是一個很有意義的項目。項目實施半年來,居民反映效果很好,希望這個項目能夠一直實施下去,造福居民。”
百丈街道社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心俞建華主任:“我們涉及病例共2 248例,糖網(wǎng)篩查智能診斷系統(tǒng)是人工智能科技在醫(yī)療領(lǐng)域的完美展現(xiàn),通過大數(shù)據(jù)的分析與處理,做到對視網(wǎng)膜照片的精確解讀,極大地提高了糖網(wǎng)篩查效率,減輕了醫(yī)生的負擔(dān),并讓專家資源下沉到社區(qū),不僅能夠讓居民享受家門口的服務(wù),還能促進社區(qū)醫(yī)生醫(yī)療水平的提升?!?
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