面對百億級新市場,電子病歷“掘金者”正如何各顯神通?
人工智能在醫(yī)療圈的大紅大紫,讓CDSS(臨床決策支持系統(tǒng))注定不會成為其中的配角。經(jīng)歷了早幾年魚龍混雜的專家規(guī)則系統(tǒng),在回爐重造之后,CDSS急需借助人工智能的概念撥亂反正。以電子病歷為核心的醫(yī)院信息化建設政策,恰好吹響了這一“反攻號角”。
雖有政策加持,但CDSS在醫(yī)院的落地絕非一帆風順。醫(yī)院臨床場景要求較高、醫(yī)生對醫(yī)療AI的接受程度不一 、醫(yī)院數(shù)據(jù)倉庫建設進展緩慢等因素,制約著行業(yè)的快速發(fā)展。在此條件下,國內(nèi)如惠每科技、康夫子等企業(yè), 憑借病歷結(jié)構(gòu)化 、“插拔式”組件和知識圖譜等創(chuàng)新技術(shù),率先扮演起了“掘金者”的角色。
政策加持下,新的“金礦”開始出現(xiàn)
2018年9月,國家衛(wèi)健委醫(yī)政醫(yī)管局發(fā)布了《關于進一步推進以電子病歷為核心的醫(yī)療機構(gòu)信息化建設工作的通知》(下簡稱《通知》)。因為它涉及到醫(yī)院的評級、達標等核心問題,備受各級醫(yī)院關注。
《通知》明確要求:到2020年,三級醫(yī)院要達到分級評價4級以上,即醫(yī)院內(nèi)實現(xiàn)全院信息共享,并具備醫(yī)療決策支持功能。這足以看出,醫(yī)療決策支持,正在成為醫(yī)院電子病歷建設的重要環(huán)節(jié)。
事實上,醫(yī)療決策受到關注,早在今年年初便已見端倪。在3月23日,中華醫(yī)院信息網(wǎng)絡大會(2018CHINC)上,國家衛(wèi)生計生委醫(yī)院管理研究所的專家便對《電子病歷系統(tǒng)功能應用水平分級評價方法及標準(2018修訂征求意見稿)》進行了解讀。
舊版和新版實現(xiàn)難度對比
從新舊版的基本內(nèi)容對比中不難發(fā)現(xiàn),標準調(diào)整后,醫(yī)療決策支持進行了等級的整體上調(diào)。以下為不同級別醫(yī)療決策支持的具體內(nèi)容:
可以看出,初級臨床決策主要是針對簡單條件的提醒,例如合理用藥,實現(xiàn)藥品的配伍禁忌提醒,提供診療指南知識庫;中級決策支持,可以處理相對復雜的條件,例如:既往史中提及的疾病,診斷、年齡、性別等條件對于藥物使用的禁忌提醒,提供基于循證醫(yī)學的知識體系;高級決策支持,通過大數(shù)據(jù)處理,機器學習,基于指南、循證醫(yī)學知識體系以及真實世界數(shù)據(jù),進行臨床行為的預警、預后分析、相似病歷推薦等。
有了清晰的定義,不同電子病歷建設水平的醫(yī)院,可以按照自己的情況,靈活考慮申報級別。
百億級“金礦”,或引發(fā)新一輪淘金熱
從中國醫(yī)院協(xié)會信息管理專業(yè)委員會CHIMA發(fā)布的《2017-2018中國醫(yī)院信息化狀況調(diào)查報告》中的相關數(shù)據(jù)可以看出,國內(nèi)三級醫(yī)院和三級以下醫(yī)院的CDSS系統(tǒng)建設還處于初級階段。其中三級醫(yī)院建設比例為20.15%,三級以下醫(yī)院僅為8.6%,距離普及二字還十分遙遠。
動脈網(wǎng)曾在《電子病歷新政激活醫(yī)療信息化兩大百億市場,醫(yī)院達標應如何選擇》一文中調(diào)查過CDSS的市場空間,主要通過醫(yī)院數(shù)量和產(chǎn)品單價來判斷。
單價方面,據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,電子病歷分級評價四級以上均要求具備臨床決策支持功能,臨床決策支持功能不等同于知識庫,是更偏人工智能的一種應用,比如要能處理非機構(gòu)化、多維度臨床數(shù)據(jù),能夠根據(jù)患者的臨床數(shù)據(jù)自動預測需鑒別疾病列表并自動推薦個性化的診療方案。高級決策支持不但要覆蓋所有醫(yī)療環(huán)節(jié),要求基于循證、實時更新的醫(yī)學知識庫。知識庫的權(quán)威性、對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理能力、模型預測能力的不同,都是造成CDSS價格差異的原因。
很多時候,CDSS被打包到一個大項目中,并不單獨拿出來銷售。而如果單獨銷售,CDSS(非純知識庫類)的價格通常在50萬元到100萬元之間,因此動脈網(wǎng)估算CDSS目前市場的平均價格約為75萬元。結(jié)合國家衛(wèi)健委統(tǒng)計信息中心發(fā)布的2018年6月底全國醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)數(shù)(三級醫(yī)院的數(shù)量為2439家),動脈網(wǎng)估算到2020年,三級醫(yī)院的CDSS的市場空間約為19億元。
然而,考慮到CDSS有全科與單病種之分,因此企業(yè)若是針對不同的臨床科室,推出?茖2DSS,那么在原有的市場規(guī)模下,差不多還要再乘以10才是潛在的市場空間,如此來看,CDSS的市場空間接近200億元。
爭奪“金礦”?先過這幾道關
CDSS在醫(yī)院的落地推行雖有政策加持,但受限于市場環(huán)境和技術(shù)問題,難免會遇到一些阻礙。
從市場環(huán)境及認知層面來看,國內(nèi)醫(yī)院的信息化建設整體水平較低。如果沒有好的信息化平臺為基礎,臨床輔助決策系統(tǒng)很難推進。CDSS在產(chǎn)品對接過程中,首先要解決的就是與不同的廠商系統(tǒng)的匹合問題。實施周期或長或短,取決于醫(yī)院的推進力度和廠商的配合程度。醫(yī)院數(shù)據(jù)倉庫建設的進展程度,也影響和制約著CDSS系統(tǒng)的全流程應用。
舉例而言,當CDSS分析患者的心電圖是否在就診10分鐘內(nèi)完成時,需要在電子病歷記錄系統(tǒng)之外調(diào)取門急診掛號時間和心電生理檢查的完成時間,是否有跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口,以及醫(yī)生是否按要求錄入,都影響這項分析的自動完成。
另外,CDSS產(chǎn)品涉及的臨床科室較多,醫(yī)生對醫(yī)療AI的接受程度不一,從落地再到實際應用,還需要一個教育到認可的過程。特別是有些可以節(jié)省工作量、提高效率的工具,大多數(shù)醫(yī)生可能先排斥,再選擇性嘗試,這在一定程度上加長了CDSS產(chǎn)品的驗證周期。
由于醫(yī)院臨床場景要求較高,醫(yī)生勞動強度較大,所以,CDSS一定要能切實地幫助醫(yī)生,將產(chǎn)品很好地與臨床進行結(jié)合,而不是為了評級而評級。這一過程, 難以一蹴而就。
臨床醫(yī)生和管理者對于CDSS的需求,同樣存在矛盾點。管理者通常更希望全流程的嚴格管控,而臨床醫(yī)生則更側(cè)重于節(jié)省工作量、減輕負擔,在某些情況下,兩者的需求會彼此對立。
從產(chǎn)品研發(fā)的角度來看,對于一款AI輔助診療系統(tǒng)而言,要能像臨床醫(yī)生一樣去消化醫(yī)學知識是最大的難點。
以國內(nèi)知名醫(yī)療AI企業(yè)惠每科技為例,在梅奧疾病診療路徑的基礎上,惠每科技通過把一篇篇關于臨床知識、指南、規(guī)范,轉(zhuǎn)變成“計算機可讀、可理解”的一套臨床思路,并利用臨床思路抽取邏輯的方法,與合作醫(yī)院一起完善?、專病種知識庫。
惠每科技從病歷數(shù)據(jù)中獲取真實信息,不斷訓練AI“大腦”,完善診斷模型,把專家們的診療思路與經(jīng)驗變成具有醫(yī)院特色及優(yōu)勢的診治路徑。這一方法和邏輯,是目前惠每科技最核心的價值。
據(jù)悉,惠每CDSS合作的大型三甲醫(yī)院已超過40家。其中6家醫(yī)院通過了電子病歷應用水平分級評價五級和六級,4家通過了HIMSS七級評審,2家通過了互聯(lián)互通5級乙等評審。除此之外,也包括浙江大學附屬第一醫(yī)院、中南大學湘雅醫(yī)院、浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院、中日友好醫(yī)院、江蘇省人民醫(yī)院等著名醫(yī)院。
惠每CDSS是以臨床為核心的智能CDSS,在惠每科技CEO張奇看來,CDSS應用的本質(zhì)首先是幫助醫(yī)生解決臨床診療的一致性和規(guī)范性,進而提高臨床質(zhì)量。要實現(xiàn)這一點,首先考量廠商的知識庫是否足夠領先,足夠權(quán)威。引入梅奧完整知識體系奠定了惠每CDSS的權(quán)威,也是其能夠被臨床醫(yī)生認可的原因之一。
爭做早鳥,軍備競賽已經(jīng)開始
政策與市場的雙向加持,并不代表企業(yè)們已經(jīng)做好了功課,有足夠的技術(shù)儲備去應對。要真正滿足醫(yī)院臨床科室的輔助決策要求,企業(yè)需要改變過去專家規(guī)則系統(tǒng)的“老套路”,借助深度學習、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。這方面,部分企業(yè)已經(jīng)走在了前頭……
康夫子CDSS
2017年上半年,國內(nèi)某知名信息化廠商要推動某三甲醫(yī)院電子病歷六級評審項目,因此需要有企業(yè)提供技術(shù)支持。在了解到這一情況后,國內(nèi)知名醫(yī)療AI公司康夫子,經(jīng)過大半年的嘗試,成功研發(fā)出一款新型CDSS產(chǎn)品。該產(chǎn)品累計研發(fā)了30個接口,幫助項目順利實施。
在2018年初,康夫子重新調(diào)研、審視臨床輔助的需求,并于2018年6月底正式推出康夫子臨床輔助決策產(chǎn)品。與傳統(tǒng)的專家規(guī)則系統(tǒng)不同,這是一款真正由人工智能技術(shù)驅(qū)動的臨床輔助決策產(chǎn)品。
據(jù)動脈網(wǎng)了解,整個輔助決策系統(tǒng)突出的是實用和可拓展的能力。該產(chǎn)品除了能輔助院方達到各類信息化評級要求,實現(xiàn)輔助診斷、合理用藥、風險提醒、醫(yī)囑推薦、知識推送、病案質(zhì)控等臨床應用功能,還重點針對醫(yī)院與信息化廠商易實施、可擴展、方便管理的需求,打造了CDSS知識管理平臺和CDSS數(shù)據(jù)分析平臺。
不僅如此,康夫子在產(chǎn)品設計理念上采用“插拔式”組件上線支持,一些?苹M件如"院感"、"VTE"、"單病種診斷"、"病種分型"等,可通過康夫子標準化的病歷解讀結(jié)果為輸入,自定義的模板樣式為輸出,以及多種可選的算法驅(qū)動模型快速實現(xiàn)開發(fā)、上線。
在臨床輔助決策功能層面,本質(zhì)上就處理2件事:
1)引擎層面:實時識別理解當前醫(yī)生的臨床內(nèi)容,給出決策結(jié)果;康夫子利用領先的人工智能技術(shù)來實現(xiàn)基于專家規(guī)則引擎、傳統(tǒng)機器學習方法遠達不到的效果。
2)知識庫層面:基于決策結(jié)果加以解釋并給醫(yī)生提供權(quán)威靜態(tài)知識庫內(nèi)容。康夫子同國內(nèi)最大最權(quán)威的醫(yī)學出版機構(gòu)人民衛(wèi)生出版社合作,同時,產(chǎn)品還支持與市面主流知識庫對接,也提供醫(yī)院內(nèi)部的編輯平臺,本院醫(yī)生的經(jīng)驗也可以添加到平臺上。
輔助決策引擎由2大部分組成:
1)語義理解引擎; 2)推理決策引擎。
語義理解: 醫(yī)護人員記錄的信息是大段大段的連續(xù)文本,計算機如果要處理和理解這些文本,首先要做的是知識特征抽取工作。這塊工作,康夫子通過病歷結(jié)構(gòu)化引擎來實現(xiàn)?捣蜃硬v結(jié)構(gòu)化引擎可以針對全病種病歷從200多個維度進行結(jié)構(gòu)化分析,現(xiàn)已應用在全國幾十家大三甲醫(yī)院的信息化系統(tǒng)中,其中包括國內(nèi)頂級兩家醫(yī)院301醫(yī)院和北京協(xié)和醫(yī)院。
如果沒有病歷結(jié)構(gòu)化引擎,企業(yè)只能通過病歷文本去匹配一些詞典術(shù)語表來近似實現(xiàn)類似功能。但針對以自由文本書寫的病歷來講,有非常豐富的表述方式,關鍵詞匹配的方式基本走不通。
推理決策引擎:當解決計算機計算所需的特征提取之后,剩下的事就交給推理決策引擎來分析。醫(yī)學是個非常復雜的學科,給推理決策帶來巨大的挑戰(zhàn)?捣蜃拥耐评頉Q策采用的是自己研發(fā)的一套算法,在公司內(nèi)部被稱為深度貝葉斯網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡整體以貝葉斯推理為框架,但在計算聯(lián)合分布概率時,康夫子做了很大的創(chuàng)新。
在計算數(shù)學中,康夫子為了簡化計算做了很多的假設,比如引入樸素貝葉斯假設、引入馬爾可夫假設等等。對一個患者來講,“咳嗽”和“發(fā)熱”不是獨立存在的。在深度貝葉斯網(wǎng)絡里,康夫子利用分層處理這些特征之間的關聯(lián)關系。
另外,整個決策算法跑在知識圖譜之上。有知識圖譜的約束和引導,才能保證推理按照正確的方向進行,不出現(xiàn)低級錯誤。
以一個真實的病歷為例:
男性,50歲,主因間歇發(fā)作性腹痛,黃疸,發(fā)熱3個月而入院。患者3個月前無明顯誘因,餐后突然上腹痛,向后背、雙肩部放射,較劇烈,伴發(fā)燒38℃左右,次日發(fā)現(xiàn)鞏膜、皮膚黃染,無惡心、嘔吐。于當?shù)蒯t(yī)院應用抗生素及利膽藥物后,癥狀緩解。隨后2個月又有類似發(fā)作2次,仍行消炎,利膽、保肝治療,癥狀減輕。為求進一步明確診斷和治療來我院。半年前因"慢性膽囊炎、膽囊結(jié)石"行膽囊切除術(shù)。無煙酒嗜好,無肝炎、結(jié)核病史。
語義理解引擎要提取的知識如:性別男性,年齡50歲, 癥狀腹痛(3月,間歇發(fā)作, 后背放射,雙肩部放射,疼痛程度劇烈), 陰性癥狀惡心,,……, 歷史治療方案“膽囊切除術(shù)”等等。
首先,決策引擎會根據(jù)一些癥狀體征等信息,得到可能的診斷結(jié)果,如:膽囊結(jié)石、膽總管結(jié)石。之后,系統(tǒng)會進一步分析歷史治療方案,發(fā)現(xiàn)患者已做過膽囊切除術(shù),進而排除“膽囊結(jié)石”疑似診斷。
該產(chǎn)品發(fā)布不到三月,便已在全國上線近20家三甲醫(yī)院。如:南京鼓樓醫(yī)院、盛京醫(yī)院等等。不僅如此,康夫子CDSS還通過某省村醫(yī)平臺服務該省的萬余家村衛(wèi)生室,同北京市某區(qū)衛(wèi)健委簽署深度合作,全區(qū)4家區(qū)屬醫(yī)院以及100多家社區(qū)村衛(wèi),也在全線上線科康夫子的CDSS系統(tǒng)。
惠每CDSS
據(jù)動脈網(wǎng)了解,2018年,惠每科技除了幫助大量醫(yī)院實現(xiàn)評級需求,更多的是在幫助臨床實現(xiàn)價值。臨床價值的體現(xiàn)是惠每區(qū)別于其他CDSS廠商重要的特征。以惠每科技與宣武醫(yī)院合作的AI質(zhì)控項目為例,公司與宣武醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科共同梳理出急性腦梗死治療規(guī)范的十一個質(zhì)控點。
如:NIHSS評分,每個病程中都記錄患者當前的NIHSS評分結(jié)果;48小時內(nèi)抗栓治療,入院后48小時內(nèi)應開始抗栓治療等,實時監(jiān)控病歷文本,如存在治療缺陷,惠每CDSS將在病歷文書頁面(入院記錄、首日病程、每日病程、出院小結(jié))提醒醫(yī)生完善治療。
應用惠每CDSS質(zhì)控提醒不到一月的時間,宣武醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科腦卒中的11項診療規(guī)范率由70.19%提升到93.85%,提升幅度33.7%。其中,院內(nèi)強化降脂治療由原來的72.73%提高到92.16%,出院抗栓治療由原來的65%提高到100%。宣武醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科副主任宋海慶表示,治療規(guī)范率的提升將大幅改善患者預后和降低術(shù)后復發(fā)率。
從臨床輔助診療到病歷質(zhì)量管控,惠每CDSS有效地提升了臨床診療的一致性與規(guī)范性,打造了從診前醫(yī)囑開立、診中病歷文書審核、診后數(shù)據(jù)上報的質(zhì)量管理閉環(huán)。
對此,張奇表示:“從應用的角度去評價CDSS其實就兩點:第一是準確,這個很好理解。第二是實時,完全融入臨床診治流程,實時交互,而不是跳出系統(tǒng)再去查詢,或者事后發(fā)現(xiàn)錯誤了再來追溯。只有先實現(xiàn)這兩點,才能對臨床質(zhì)量起到真正的影響!
他還舉了一個實際的案例來說明:一位因急性腦梗死入院的患者,惠每CDSS通過實時識別主述、現(xiàn)病史、治療及用藥情況等病歷文本信息后,依據(jù)指南規(guī)范,為醫(yī)生推薦自動靜脈溶栓、血管內(nèi)介入、抗血小板治療等治療方案。但當醫(yī)生繼續(xù)補充患者病史,寫到“患者兩月前發(fā)生過頭顱外傷”時,惠每CDSS會實時判斷患者存在靜脈溶栓治療禁忌,并告訴醫(yī)生患者不宜該治療。同時,推薦的治療方案會自動更新,靜脈溶栓的治療方式也不會再出現(xiàn)。
急性腦梗死常規(guī)治療方案推薦
實時識別患者禁忌,推薦精準的個性化治療方案
新業(yè)態(tài)下的CDSS前景展望
結(jié)合前文動脈網(wǎng)認為,CDSS要真正實現(xiàn)百億級市場,一定要能切實地幫助醫(yī)生,很好地與臨床進行結(jié)合。對此,CDSS至少需要滿足以下條件:
1、醫(yī)院數(shù)據(jù)倉庫建設的進度足夠快速;
2、解決CDSS與不同的信息化廠商系統(tǒng)匹合的問題;
3、滿足臨床醫(yī)生和醫(yī)院管理者的不同類別的需求;
4、利用臨床思路抽取邏輯的方法,與醫(yī)生共同完善專科、專病種知識庫;
5、通過病歷結(jié)構(gòu)化,盡量保證臨床數(shù)據(jù)的可及性;
6、與足夠權(quán)威的醫(yī)院科室合作,保證決策知識庫的權(quán)威性;
換言之,雖然有足夠大的市場空間,但目前企業(yè)和醫(yī)院自身的基礎還有待提升。能夠把握自身缺陷,愿意適時改進者,方能先人一步,品嘗到CDSS的甜頭。
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