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行AI之术,察腠理之疾

时间:2019-07-11 作者:刘于苇 阅读:
《扁鹊见蔡桓公》相信大家小时候都背过,蔡桓公讳疾忌医,最后导致病入骨髓、体痛致死。时至今日,人们虽然不再讳疾忌医,但医疗资源紧缺让大家只能把大量时间耗费在大医院排队中。在疾病之初,症状初显甚至未显之时,能否在家中通过自查发现呢?不是每家都可以有神医扁鹊,但未来AI和先进半导体技术的加持下,每家都可以有精准而方便的家用医疗器械……
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扁鹊曰:“君有疾在腠理,不治将恐深。”az7EETC-电子工程专辑

桓侯曰:“寡人无疾。”az7EETC-电子工程专辑

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韩非这篇《扁鹊见蔡桓公》,相信大家小时候都背过。此文讲述了蔡桓公讳疾忌医,最后病入骨髓、体痛致死的寓言故事。虽然作者本意是影射为政者应勇于正视现实,及早采取救治措施,但字面意思放在今日的健康监护领域,意识也是超前的——所有的疾病如果能尽早发现,并科学地进行治疗和监测,将大大提高人们的生活品质。az7EETC-电子工程专辑

近日《电子工程专辑》参加了以打造智慧医疗电子产业链为主题的第三届 “青城山中国IC生态高峰论坛”,在主题为“AI赋能健康监测与品质生活”的圆桌论坛上,与会嘉宾探讨了如何在大病早期提前发现,以及未来在家庭中进行疾病初查的可能性。az7EETC-电子工程专辑

更聪明、更精准的AI家用医疗器械,和创新的半导体技术,在这里扮演了重要角色。az7EETC-电子工程专辑

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从左到右依次为:主持人邦勤资本创始合伙人 刘明宇;IMEC中国智慧电子战略合作总监 姜宁;汇嘉健康生活科技股份有限公司创办人、董事长兼CEO 杨淑贞;见微光电执行长 张焜杰;麦科田生物医疗技术有限公司联合创始人、副董事长及副总裁 钟要齐;深睿医疗西南区总经理 朱琳az7EETC-电子工程专辑

以帕金森症的早期发现为例

“全球60岁以上的人,1%会得帕金森症,超过70岁这个机率会上升到10%。最糟糕的是我们还不知道帕金森症的成因,所以没有办法预防。”见微光电执行长张焜杰说到。这家新创公司专注于用微小颤抖发现早期帕金森症,提前用药以延缓疾病爆发时间,提高病人晚期生活品质。az7EETC-电子工程专辑
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(图:见微光电)az7EETC-电子工程专辑

人类从出生开始,脑中的神经细胞每一天都在凋亡,但是一旦得了帕金森症,衰亡的速度和曲线会变成陡峭式的。等脑神经只剩下40%时,你会发现你的手会颤抖,这个时候去医院跟医生说我的手有点颤抖,医生常说这个颤抖太轻微,请你回家,等你颤抖明显到让我可以分辨的时候再来诊断。az7EETC-电子工程专辑

“不好意思,颤抖到可以分辨的时候,帕金森症已经是晚期,晚期能吃的药只剩下左旋多巴胺,吃下去以后你不会再抖,可以持续5年,但5年以后这个药会永久失效,天下再没有药可以抑制这个疾病。” 张焜杰对帕金森症的介绍,让现场不少人出了一身冷汗,所以要在早期发现,到底多早是早期?az7EETC-电子工程专辑

张焜杰认为,现在定义的早期就是手开始有微小颤抖的时候,而他们现在做的基于光电检测的设备Vibrasee,60%的病人可以只通过一分钟扫描就能发现。“早期发现的话,市面上起码有10种以上神经保护药物可以代替左旋多巴胺来控制你的病情,不用一开始就吃左旋多巴胺,可以大幅度延缓你颤抖现象的时间至少 10年到20年。它是一个很小的盒子,左右手各伸进去一分钟,就可以判断这样的颤抖是不是帕金森症或者是其他颤抖症。”az7EETC-电子工程专辑
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这款设备的关键技术是光学图案计算,它用干涉条纹方式放大任何微小到肉眼看不见的颤抖。(图:见微光电)az7EETC-电子工程专辑

确诊5年以上的帕金森症患者,把手伸到Vibrasee里面,可以看到患者手上出现了很多干涉条纹的图案。“我们用AI的方式跟别的AI医疗设备非常不一样,虽然干涉条纹可以达到成像的效果,但我们从来不试图把这些条纹还原成影像,而是直接辨识这些条纹是怎么变化的。” 张焜杰介绍道,“做算法的时候分两层,第一层做影像处理,把影像处理成机器算法可以学习的数据,第二层才是学习。只看干涉条纹的变化,帮助我们在前期影像分析时省了很大工夫。”az7EETC-电子工程专辑

虽然大型医院现在已经有先进设备,可以取代医生肉眼诊断帕金森症,但以高发国美国来看,他们看病的习惯并不是直接去大医院,而是先从家庭医生或社区医院开始。az7EETC-电子工程专辑

但家庭医生可能没有足够的知识或先进的设备,去判断一些复杂和潜在的疾病,在三甲医院和社康、家庭自查中,我们应该如何选择?az7EETC-电子工程专辑

宁愿去医院排队,也不在社康看病

这也是圆桌互动中的第一个问题“你心目中理想的常见病(非大病)就医场所是哪里?”,可选答案有家庭、社康诊所、大医院、互联网。近半数现场嘉宾投票给了“家庭”,1/3投给了社康诊所,可见在医疗资源极度紧缺的大环境下,大家选择在家中或社康进行疾病初查的意愿很强烈。az7EETC-电子工程专辑

不过,麦科田生物医疗技术有限公司联合创始人、副董事长及副总裁钟要齐认为,现阶段看病还是要去大医院,即使是常见病。他给大家举一个例子:“我一个朋友皮肤有疤痕,要去医院打针治疗,这是很简单的手术,找的是很有经验的皮肤科主任,但操作时是让一个护士来打针。由于护士水平不够,最终这个疤痕对症了,但是治疗失败了——扩得更大,更难看了。”az7EETC-电子工程专辑

钟要齐表示,看似简单的小手术,我们普通人没有办法预知它的复杂程度,不是医生动一个手术这么简单,而是医院综合能力的体现。“所以我建议在座各位在将来这些的设想还没实现之前,还是需要去大医院看病、确诊,还有做手术,哪怕是小手术。”az7EETC-电子工程专辑

深睿医疗西南区总经理朱琳认为,最理想的就诊场所肯定是在家里,但是中国目前现状是得一个感冒都必须要到三甲医院去,主要是对家门口的医生和社康的设备不放心。“但正如钟总所说,如果是有些隐蔽性很强的疾病,特别是恶性肿瘤这类,如果最初检查因为设备不过关没查到,错过了标准化治疗时间,可能会带来很大恶果。”az7EETC-电子工程专辑

又回到开始关于帕金森症等颤抖型疾病的判断上。除了帕金森症之外,会在你肢体产生颤抖的疾病大概有将近50多种。而帕金森症本身又有7、8种症状,里面只有两个是帕金森症原发症状,剩下大部分是吃药吃出来的。每种症状的颤抖幅度、部位和频率可能都不同,能否在病人在去大医院排队之前,就能自查大概状况?az7EETC-电子工程专辑

“未来的医疗会从医院为中心,转到以个人和家庭为中心。而这正是精准医疗需要考虑的基因与个人病史以外的因素,包括家庭环境等客观条件。”张焜杰表示,“所以我们定位不是医院内诊断工具,而是在社康、家庭里做第一步筛检的工具,假如说看到危险信号,就可以马上到大医院做MR或CT。如果在大医院确诊是帕金森症或者其他神经内科的疾病,又可以继续在家用Vibrasee监测吃药或针灸的疗效。”az7EETC-电子工程专辑

诊疗设备家庭化,需要先进半导体技术加持

但即便去大医院看病如此麻烦和费时间,人们还是选择去通宵排队、挂号、排队、看几分钟医生,然后继续排队、缴费、排队、抽血、排队、拍片……为什么不能在家里做简单的筛查再去医院。这就是第二个讨论的问题——家庭医疗产品最重要的特质是什么?az7EETC-电子工程专辑

可选答案有“性能指标”、“操作便利性”、“价格合理”以及“外观设计”。az7EETC-电子工程专辑

IMEC中国智慧电子战略合作总监姜宁从半导体人的角度出发,认为“性能指标”是最重要的,这也和现场嘉宾的投票结果一致,大家认为重要性排在2-4位的分别是“操作便利性”、“价格合理”以及“外观设计”。az7EETC-电子工程专辑

姜宁认为,有人不愿意在家里进行疾病筛查,只想去大医院,就是因为家中设备的性能指标不满足要求,检测结果不具有医疗参考价值。“目前市面上有很多家用消费类设备能提供身体指标检测,但是指望它们能够提供医疗级的参考我觉得还有很大一段路要走。” 姜宁说到,“而正因为大家概念上不相信,导致也没有人投资这样医疗级的产品,越缺钱越做不出好产品,在这个领域形成了断层或恶性循环。”az7EETC-电子工程专辑

但随着半导体技术的不断发展,预期将来家用医疗设备也能够检测出重大疾病,怎么把半导体技术跟医疗设备技术的结合呢?az7EETC-电子工程专辑

从癌症预防讲起,有个关键指标叫循环肿瘤细胞,一般癌症等到发现都是晚期了,所以早期预防发现很重要。早期患癌时,身体其他位置就会有癌细胞离散出来,而这些癌细胞经过科学家论断,在形态上是可以跟正常红细胞、白细胞、中心粒细胞分开的。az7EETC-电子工程专辑

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(图:EETimes China摄)az7EETC-电子工程专辑

IMEC介绍了用于细胞分选的微流控技术。姜宁介绍到:“它是一个类似于流式细胞仪的检测仪,同时这个芯片三层复用,一层是加热层,一层是光学检测层,中间一层是微流控层。微流控层负责血样导入,之后通过光学检测,检测出是癌细胞的再通过加热层,把癌细胞推到相应的管道当中去。az7EETC-电子工程专辑

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(图:EETimes China摄)az7EETC-电子工程专辑

这款片上PCR芯片的检测速度比传统方式快20倍以上,每颗芯片检测量可以达到5000个/秒,检测精度大于98%。这就是未来的小型缩微化检测设备——CTC肿瘤检测设备az7EETC-电子工程专辑
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“我们可以看到,用半导体的大规模高性能运算,先进工艺,再加上廉价批量制造技术,我们可以达到一个快速、高效、可靠、廉价的医学诊疗方案。” 姜宁说到。az7EETC-电子工程专辑

除此之外,IMEC还在传统可穿戴领域发展出了一些用于医疗监测的应用。比如一家美国公司生产的胸贴,只需要往胸口一贴,就可用于心脏病诊治,比如不间断心电图监测,数据可无线传输到电脑上,目前已通过FDA认证。az7EETC-电子工程专辑

还有IMEC与日本光电开发的急诊头盔,可以用很简单的操作方式,检查脑部疾病。另一款脑电检测的设备,甚至还能用来检测帕金森和阿尔茨海默症,体积都非常小。az7EETC-电子工程专辑

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(图:EETimes China摄)az7EETC-电子工程专辑

最后是胃病,大部分胃病患者没有器质性病变,常常是脑跟胃的沟通出了问题导致不舒服,所以去做胃镜往往看不到问题。IMEC目前正在研究一种微创可插入平台,这个平台有可吸收或排出的胶囊检测设备,可以在体内停留一天或更长时间后排出,做到胃镜做不到长时间监测。az7EETC-电子工程专辑

姜宁表示:“这个平台里面需要多个技术互相支撑才能做好,它看似一个医疗设备,但其实是多种技术的融合,属于交叉学科。比如说传感器无线通信等。”az7EETC-电子工程专辑

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(图:EETimes China摄)az7EETC-电子工程专辑

上述新型医疗硬件,也离不开体征检测芯片的支持,它的重要组成部分是模拟前端,比如ECG、PPG,这些对检测生理指征非常重要。通过高精低噪的模拟前端把微弱的电流指征检测出来,再通过降噪和算法分析出整个人的生理指征。“这颗芯片已经发展到第三代,每一代都在不停的演进,已经可以满足大部分医疗级可穿戴设备对生理指征检测的要求。”姜宁说到。az7EETC-电子工程专辑

用户健康数据归谁?

不管在医院,还是家里做诊疗,肯定会产生用户健康数据,该有谁来进行收集和维护?az7EETC-电子工程专辑

是大家都放心,却不堪重负的大型医疗机构?是实力雄厚,且愿意接受政府监管的第三方平台?还是最能用好这些数据,开发出更精准产品的医疗器械商?az7EETC-电子工程专辑

朱琳觉得应该分两个层面:az7EETC-电子工程专辑

第一,如果纯粹只做健康管理,不涉及到医院建档和医疗服务提供,目前市场上的做法都放在云端。但云端管理者应该跟用户之间建立明确的隐私权保护协定,什么数据可用,什么数据不可用,但资料上传后原则上即属于用户,也属于服务提供方,因为它必须根据健康状况为你提供服务。az7EETC-电子工程专辑

第二,就是涉及医疗行为时,这部分的数据就很隐私,应该属于医院等医疗机构,甚至属于政府,因为需要根据这个大数据,来提供保险或者其他的服务。所以不能以偏概全说数据到底属于谁,而是根据你需要的服务来决定。az7EETC-电子工程专辑

张焜杰则站在产品提供方的立场,认为最好由产品提供方进行收集和维护,这样能用于研发,令数据价值最大化。“但从产业的促进和发展,以及公平的角度来看,我个人比较倾向第三方平台来进行收集跟维护。” 张焜杰说到,“以我们做帕金森症分析来讲,搜集病例相当花时间,因为现在很多新创公司在做医疗AI时,都把病例数据当作私有财产,绝不共享,结果就变成数据的割喉战。”az7EETC-电子工程专辑

钟要齐认为如果交给第三方平台,首先这个平台的实力要够强,能收集、汇总,这样也更容易监管。放到医疗机构反而不好,因为医疗机构之间数据也不是互相打通的,会造成转院时的数据难共享。az7EETC-电子工程专辑

朱琳表示同意,这些数据理论上来说是病人自己的数据,有很多敏感信息,但在医院里检查后没办法带走,还是留在各个医院成了数据孤岛,没有很好的二次开发和利用。“其实政府也在主导一个统一的平台,能够进行很好的监管,把这些数据进行脱敏,给各种医疗机构使用,甚至有偿使用,实现数据取之于民用之于民,这是一个很好的方法。” 朱琳说到。az7EETC-电子工程专辑

汇嘉健康生活科技股份有限公司创办人、董事长兼CEO杨淑贞则提供了宝岛台湾的健康保障管理经验,“所有的数据都在政府手上,并且有开放的平台,让大家可以利用这些数据来提供更多的研究和服务。”az7EETC-电子工程专辑

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刘于苇
电子工程专辑(EETimes China)副主分析师。
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