提供高效智能醫(yī)療服務

萬偉慶，首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院主任醫(yī)師，醫(yī)學博士，副教授，碩士生導師，國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項——冬奧會智慧醫(yī)療保障關鍵技術項目主要課題“基于大數(shù)據(jù)一體化的冬奧會醫(yī)療智能保障體系研究”負責人。

作為北京冬奧會張家口賽區(qū)醫(yī)療副經(jīng)理，遵循國際救援規(guī)則和醫(yī)療保障規(guī)律，牽頭設計“2021年紅十字與冬奧同行——疫情防控專題演練”，在冬奧測試賽全流程全要素應急培訓和演練中率先垂范，為提升冬奧會醫(yī)療保障、疫情防控水平作出重要貢獻。牽頭完成冬奧會智慧醫(yī)療保障關鍵技術總體架構，統(tǒng)籌各區(qū)域、各系統(tǒng)醫(yī)療資源，有力推進項目成果在冬奧會賽區(qū)落地應用。

醫(yī)療保障作為奧運會期間公共安全的重要組成部分，對北京2022年冬奧會的成功舉辦具有重要的支撐作用。作為國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項之一，冬奧會智慧醫(yī)療保障關鍵技術研究項目組積極推動深度學習、知識圖譜等新技術在冬奧會醫(yī)療安全保障中融合創(chuàng)新應用，認真做好北京冬奧會智慧醫(yī)療服務保障工作，并將項目科研成果推廣應用到國內(nèi)同類賽事或其他常規(guī)賽事智慧醫(yī)療、健康管理等領域，讓冬奧會科技創(chuàng)新成果惠及更多人群。

項目課題一負責人萬偉慶為大家介紹了如何打造智慧醫(yī)療保障新模式。

?聚集專業(yè)團隊，研發(fā)智慧系統(tǒng)

問：智慧醫(yī)療保障技術具體包含哪些內(nèi)容？

萬偉慶：智慧醫(yī)療項目是冬奧會首席醫(yī)療官、天壇醫(yī)院常務副院長周建新教授牽頭的，這個項目分為五個部分。第一部分是智慧醫(yī)療保障體系的研究，主要是搭建一個中臺進行數(shù)據(jù)庫研究。第二部分是基于5G的一體化信息整合平臺，就像一個神經(jīng)網(wǎng)絡，把各個點集中到一起進行研究。第三部分、第四部分、第五部分是與醫(yī)療相關的。第三部分是雪上救援技術，含有心肺復蘇關鍵技術研究。第四部分是時、空、人三元關聯(lián)的運動損傷智慧輔助與評價系統(tǒng)研究。第五部分是遠程、智能，多維度、多場景的機器人和操作系統(tǒng)研究。

問：這種技術能在冬奧會應用場景起到怎樣的作用？

萬偉慶：這個項目主要面對三個場景。一是醫(yī)療信息的互聯(lián)互通，二是運動損傷的輔助診療，三是空地一體化醫(yī)學應急救援?；谶@三個場景，我們自主研發(fā)了基于5G的應急智慧救援平臺、運動損傷智慧診療系統(tǒng)、智能專家推薦系統(tǒng)等系統(tǒng)平臺，旨在通過人工智能的高科技力量，為北京2022年冬奧會和冬殘奧會提供高效智能的一體化服務。

問：項目團隊如何在短時間內(nèi)完成技術的研究、實現(xiàn)技術的應用？

萬偉慶：我們的時間比較緊張，最主要的工作包括兩大部分。第一部分是組隊，第二部分是管理實施。

在組隊方面，我們聚集了產(chǎn)學研一體化的團隊，牽頭單位是首都醫(yī)科大學附屬北京天壇醫(yī)院，聯(lián)合了北京積水潭醫(yī)院、北京協(xié)和醫(yī)院、張家口市第一醫(yī)院、北京中醫(yī)醫(yī)院延慶醫(yī)院等八家冬奧會定點醫(yī)院，以及醫(yī)療急救定點保障單位北京市紅十字會急救中心，還包括北京2022年冬奧會官方唯一合作伙伴中國聯(lián)通、在運動損傷的診斷和康復方面具有權威性的北京體育大學、唯一擁有國家四類機器人研發(fā)平臺的中科院沈陽自動化所、在智慧醫(yī)療方面經(jīng)驗豐富的富通科技，以及在醫(yī)療信息化方面基礎扎實的相關企業(yè)，幫助我們實施這個項目。

在管理實施方面，項目立項之初，我們就成立了項目管理辦公室，負責整個項目的協(xié)調(diào)、運營。對內(nèi)主要是五個課題組進行課題研究，包括技術的融通、信息的集成等。對外主要包括項目對外應用連接、成果測試、示范統(tǒng)籌等。通過項目辦公室，強化了項目的交流合作、成果測試及落地應用。

問：這個項目形成了哪些成果？現(xiàn)在處于什么樣的技術水平？

萬偉慶：這個項目主要形成了四大成果。一是基于5G的應急智慧救援平臺，二是運動損傷輔助診療系統(tǒng)，三是智能專家推薦系統(tǒng)，四是基于增強現(xiàn)實技術的導航系統(tǒng)。

基于5G的應急智慧救援平臺，其實是在中臺有很多數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過5G把終端救援現(xiàn)場與指揮中心的影音、圖像基本實時連通起來。終端有一個包括語音的視頻采集平臺，在這個平臺上可以進行集群對講，定位、簽到等功能也都沒有太大問題。在指揮中心可以進行跨越地域和距離的調(diào)度、指揮、通信。如果指揮中心需要觀看，可以重新拉設一個終端視頻，以便及時看到現(xiàn)場救援情況，指導現(xiàn)場救援，進行統(tǒng)籌安排。此外，這些影音、數(shù)據(jù)是可以儲存到云視頻的，整個救治過程可全程重現(xiàn)、追溯，這對于醫(yī)療救援工作十分重要。

運動損傷輔助診療系統(tǒng)包括兩個部分，一個部分面對院前，一個部分面對院內(nèi)。院前部分是經(jīng)過研究建立一些知識圖譜數(shù)據(jù)，基于這些知識圖譜進行先期智慧診斷。院內(nèi)急救是基于影像學的精準推斷。這兩部分相輔相成，結合起來后，可以根據(jù)傷者的病史、臨床表現(xiàn)、癥狀體征、嚴重程度、場館信息，經(jīng)過多人對話，實現(xiàn)運動損傷的智慧診斷。其中包括一個神經(jīng)網(wǎng)絡的深度學習和評價系統(tǒng)，主要是對于腦、頜面、眼、關節(jié)、內(nèi)臟等部位的典型運動損傷，基于之前的知識圖譜、疾病譜進行精確的診斷。

智能專家推薦系統(tǒng)是在一個已經(jīng)建立的，涵蓋了一些醫(yī)院、專家信息的數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)現(xiàn)場的急救情況，病人的場館、病情等信息，應用網(wǎng)絡和終端設備，進行多目標優(yōu)化的一種算法?；跁r間、空間、人的多維度綜合，推薦合適的醫(yī)院、合適的專家，第一時間為受傷運動員提供最佳的診療信息，為搶救運動員的生命提供便利。

增強現(xiàn)實導航系統(tǒng)的理念，在神經(jīng)外科等科室已經(jīng)存在，但是運用在奧運會上，我們應該是首創(chuàng)。它就像玩游戲一樣，戴上眼鏡，眼鏡是一個增強現(xiàn)實的顯示設備，將影像的三維信息與解剖信息融合起來，產(chǎn)生一個看似真實的顯示。尤其是在神經(jīng)系統(tǒng)、骨性結構與大腦融合到一起的時候，對于操作很有幫助。

這四項成果均屬于在國內(nèi)首次應用，填補了我國在這些方面的應用空白。

問：在測試賽期間，這些項目成果是如何應用的？是獨立應用，還是聯(lián)動測試應用？

萬偉慶：都有。聯(lián)動測試應用主要是指四大成果——基于5G的應急智慧救援平臺、運動損傷的智能輔助診療系統(tǒng)、專家智能推薦系統(tǒng)、智慧調(diào)度平臺，是通過聯(lián)動測試應用進行測試的。獨立應用是在2021年4月的測試賽期間，增強現(xiàn)實導航系統(tǒng)在天壇醫(yī)院完成了測試。

問：運動員受傷后，系統(tǒng)如何響應？

萬偉慶：分兩部分來說，第一部分是應急響應系統(tǒng)，第二部分是專業(yè)的搶救系統(tǒng)。

響應系統(tǒng)是一旦賽道上有人受傷，裁判長馬上封閉賽道。賽道上有六七個FOP醫(yī)療站，可以看到賽道全程。在封閉賽道后，距離最近的FOP醫(yī)療站醫(yī)生馬上帶著裝備下去判斷傷情。運動員傷情在FIS（國際雪聯(lián)）中分四級：一級傷情是軟組織損傷、肩關節(jié)脫臼，二級傷情包括骨折、內(nèi)臟損傷，三級傷情是大腦和多臟器損傷，四級傷情是生命垂危。

醫(yī)生可以通過終端查看傷者的情況，終端通過5G連通到指揮中心，指揮中心有醫(yī)療官等人。如果傷情不是特別嚴重，醫(yī)療站內(nèi)可以進行初步診斷和處理，就像分診一樣。對判定為一般性受傷的傷者，我們會給他頭托、頸托，固定頸部，因為頸部損傷是可以致死的。傷勢輕的話，就讓運動員自己到結束區(qū);如果必須轉運，先把傷者固定在雪橇上，然后用雪地摩托車送到運動員醫(yī)療站，也可以由救護車直接送到定點醫(yī)院，在這個過程中，通過5G信息一體化平臺，隨時向指揮中心醫(yī)療官獲取或報告病人狀況，從而起到智慧診斷的作用。

如果傷情很重，通過5G傳輸告訴直升機協(xié)調(diào)員，讓直升機馬上從保溫機庫飛到停機坪。救護車把醫(yī)療站初步診斷處理過的傷者運到停機坪，轉運到飛機上。在轉運過程中，時—空—人，所有信息又通過5G傳輸平臺進行實時溝通，以保證傷者的生命體征。如果現(xiàn)場急救心臟疾病，正好運用心肺復蘇關鍵技術。直升機起飛后，通過推薦系統(tǒng)，根據(jù)傷情推薦不同的醫(yī)院。

最嚴重的傷情，假如傷者無法離開賽道，我們用直升機直接把傷員從賽道上吊走，再通過轉運直升機送走。在這個過程中，還是要通過5G網(wǎng)絡進行信息溝通，因為醫(yī)療官、指揮中心一定要得到相關信息。

救護車19分鐘就能到定點醫(yī)院，飛機4分鐘左右就能到達。通過一體化的5G信息平臺、現(xiàn)場急救措施、推薦系統(tǒng)，能夠更精準地推薦醫(yī)院，及時地搶救傷者。

項目成果參與北京冬奧組委醫(yī)療指揮中心醫(yī)療保障。

整個過程的影音、視頻資料存儲起來，以實現(xiàn)可重現(xiàn)、可追溯。傷者離開賽道后，報告給賽事的裁判長“賽道已經(jīng)清空”，裁判長通知出發(fā)點“比賽重新開始”，這就是系統(tǒng)響應全過程。

?普惠老百姓，助力“健康中國”

問：運動員受傷后的搶救過程中，哪個環(huán)節(jié)會用到增強現(xiàn)實導航系統(tǒng)？

萬偉慶：增強現(xiàn)實導航系統(tǒng)必須有固定的設備、固定的空間，主要是在手術中遠程使用。比如，北京有一個顱腦損傷方面的專家做開顱手術，就可以通過這個系統(tǒng)進行操作、指導，保證手術質量。但是目前已經(jīng)有專家在冬奧會現(xiàn)場駐扎，所以增強現(xiàn)實導航系統(tǒng)只能在后冬奧時代推廣運用。

問：增強現(xiàn)實導航系統(tǒng)中的“導航”應當如何理解？

萬偉慶：比如巡航導彈要達到一個目標的時候，它不一定直線過去，可以拐來拐去達到這個目標，就像汽車導航系統(tǒng)一樣，要精準到達什么位置。在手術中，其實只能看到一些表面結構，內(nèi)部結構無法看到。內(nèi)部結構怎樣了解？通過影像。影像學能夠三維顯示大腦中的重要結構。但是這個三維結構是分開的，水平面是水平面，矢狀面是矢狀面，冠狀面是冠狀面，影像不是融合在一起的。通過增強現(xiàn)實設備，把影像的三維結構融合在一起，與現(xiàn)實中看到的表面結構共同顯示，就能知道操作目標的位置在哪里、距離有多遠，可以避開一些重要的結構，避免造成嚴重的損傷、導致手術出現(xiàn)并發(fā)癥。在一些又深又窄的通道中，通過這個系統(tǒng)，有助于手術操作，從而提高手術效果。

問：請解釋一下“增強現(xiàn)實眼鏡”這個新名詞的意思。

萬偉慶：增強現(xiàn)實眼鏡就像玩游戲一樣，戴著眼鏡，眼睛看到一個虛擬的三維圖像，這個虛擬圖像的來源是影像學的三維結構與真實解剖結構的融合。

智慧醫(yī)療保障關鍵技術總體技術路線及AI輔助診斷截圖

問：您認為這些技術在后冬奧時代可以怎樣推廣和應用？

萬偉慶：智慧冬奧項目不只是為了保障冬奧會的醫(yī)療，而是一定要讓科技普惠更多老百姓，在后冬奧時代也能發(fā)揮重大作用。這個項目是AI賦能醫(yī)療領域的成果，其中主要有兩個部分在后冬奧時代可應用。

一個是中國聯(lián)通研發(fā)的，基于5G的應急智慧醫(yī)療救援平臺。這個平臺可以集中很多信息，做成集群對講，通過實時信息進行調(diào)度、指揮、通信。另一個是運動損傷的輔助診療系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是一個覆蓋眼、腦、頜面、內(nèi)臟等器官193個常見冰雪運動損傷的知識圖譜資料庫，未來可以應用到國內(nèi)同類賽事及相關賽事的智慧醫(yī)療保障中，在健康管理等領域也能發(fā)揮作用。

問：這個項目具有怎樣的特殊意義？

萬偉慶：這個項目對于我國而言是一件大事。包括冬奧會在內(nèi)的所有運動都會面臨損傷，作為此次冬奧會的醫(yī)療保障，它特別重要，尤其是保障在特殊情況下舉辦的冬奧會。

冬奧會救援和運動地點遠離城市，遠離醫(yī)療中心。怎樣在相對偏遠的地方，第一時間或很短的時間內(nèi)，讓傷者得到合理、有效、及時的救治？這很重要。醫(yī)學的發(fā)展主要靠科研人員推動;科技的發(fā)展，包括通信技術的發(fā)展，主要靠專業(yè)人員推動。如何將先進的醫(yī)療技術應用在相對偏遠賽區(qū)的受傷運動員身上？通過5G信息的聯(lián)通，實現(xiàn)信息的互聯(lián)、互通、及時、有效，達到時—空—人的三位一體，十分重要。

這個項目對于保障后冬奧時代“健康中國”建設，讓更多人參與運動，也可以提供很好的經(jīng)驗。