台中荣总
台中荣总今日(6/29)揭露重症AI应用成果,团队用AI强化重症疾病照护服务,开发多款疾病预测模组来即时掌握病人状况,像是急性肾损伤预测、呼吸器拔管预测、急性呼吸窘迫症(ARDS)预测和72小时後临床恶化风险预测等共12项预测模组,每项监别率都达8、9成,可帮助医护快速治疗重症患者、提高存活率。
跨部门整合重症医学和IT专业,用7年资料建置亚洲最大重症资料库
在医院,重症患者的病症发展快速,可能发生心、肺、肝、肾衰竭造成生命危险,但通常得等到症状明显,医护人员才能确定、展开治疗。於是,台中荣总团队思考,要打造重症预测模组,来协助医护即时给予重症患者治疗。
台中荣总重症医学部主任詹明澄指出,台中荣总跨部门合作,由医护人员、演算法工程师、系统工程师和资料库工程师共同展开开发工作。台中荣总重症医学部先是与资讯室建立重症资料库,收集了2015年至2021年的成人加护病房临床资料,涵盖24类数值和影像,如病人基本资料、生化数值、输血医嘱、X光片影像等共7,200万笔资料。
在建置资料集的过程中,台中荣总还建立了资料清理自动化工具,来加速资料处理工作。台中荣总指出,这是亚洲最大、最完整的重症资料库,且与麻省理工学院开发的公开电子病历资料集MIMIC-IV相当。台中荣总预计,这个资料库在2024年就会超越MIMIC-IV,成为世界最大的重症资料库。
开发12项重症预测模组,整合仪表板落地应用
有了这个资料库,台中荣总便用来开发疾病预测模组。他们联手东海大学AI中心,打造12项重症预测模组,包括急性呼吸窘迫症候群、急性肾损伤、菌血症、呼吸器拔管、急性呼吸窘迫症(ARDS)、24小时後和72小时後临床恶化风险、肾恢复预测、出院後30天、90天和一年内存活率预测等,这些模组的AUROC监别率都达到8、9成以上。
其中,以急性肾损伤为例,台中荣总与台湾智慧医疗联盟(SHA)合作,联手台湾4所医学中心,利用联邦学习(Federated learning)进行外部验证,也得到不错的预测结果。目前,台中荣总的急性肾损伤预测模型,也入选为食药署智慧医材(SaMD)申请的辅导案。
模型完成开发後,台中荣总也打造疾病管理仪表板,来落地运用。这个重症疾病管理仪表板,涵盖了全院重症床位现况、重要设备(如叶克膜、呼吸器等)使用状况,以及每位患者的各大疾病预测风险数值,每小时更新病人临床资料,来供临床医护人员快速掌握病情。其中,台中荣总智慧重症团队还针对急性呼吸窘迫症候群、急性肾损伤,分别开发监视仪表板(如下图),除整合重要临床资料,提供即时模型预测结果外,也以视觉化设计,不只显示病况,还提供适当处置建议,是中荣重症团队沟通的重要窗口。
台中荣总也以一位高龄败血症并呼吸衰竭个案,来说明实际应用状况。该病患入院後,AI系统即以入院48小时的资料,推论出病患属於急性呼吸窘迫高风险。系统不只在病房仪表板显示风险值,也呈现病患入院後的重症医疗数据,如呼吸器参数、输液状态,并进一步依据指引主动评估病人状况,并以灯号显示急性呼吸窘迫的治疗状态,包括保护性通气、俯卧通气、输液平衡、早期营养等项目,要是病患的治疗都达标,仪表板就会以绿灯显示,代表病患的临床状况逐步改善中。
台中荣总指出,这种重症智慧医疗应用不只提升重症病人诊疗品质,也能有效降低第一线医护的工作负荷,更将在远距医疗时代扮演重要角色,协助改善偏远地区医疗品质和医疗资源分配不均的痛点。