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赋能心血管专科医联体,这家企业如何攻克慢病管理过程中的长时间心电数据采集难题?【基层案例】

李艳瑜 2018-06-06 08:00

心血管病一直被称为疾病领域的“头号杀手”,根据《中国心血管病报告2016》的数据显示,心血管病死亡占城乡居民总死亡原因的首位,根据推算,心血管病现患病人数约2.9亿,正处在慢性病快速增长和高发时期,未来10年,心血管治疗领域的发展潜力巨大。

 

除了院中的诊疗外,院前的筛查及预防,以及院后的随访、干预环节,对控制心血管病的发病率及复发率而言起到至关重要的作用。由于可穿戴式医疗设备的可持续跟踪性及使用场景的便利,通常用于诊前的筛查以及治疗后跟踪患者的后续情况。

 

据不完全统计,在市场中,主流的可穿戴心电监测设备有70余款,以可穿戴式和便携式为主,同时功能也极为相似,在竞争对手众多的心电监测领域,博迪加如何做出差异化的产品形态,他们的产品有何特别之处?近日,动脉网记者专访了博迪加科技创始人兼CEO高向东。

 

从军工转入医疗,在服装上实现心电动态监测

 

研究电子测量仪器出身的高向东此前一直服务于军工、航天领域,同时从事于高端电子测量仪器的国产化工作,用他的话来说,在此前的十几年,他一直是“跟信号打交道”。在2014年移动医疗兴起之时,他意识到军工行业的小众和封闭性,于是便依托在电子测量仪器行业的基础,与此前的团队一起,瞄准了健康管理的可穿戴医疗设备方向开始创业。

 

高向东指出,目前, 医院用于长时间心电监测的方式主要是24小时动态心电图监测,即俗称的“豪特”,这类设备的特点是,虽然可以离院使用,但其电生理传感器采用的是湿电极,主要靠传感器和病人皮肤之间的电解凝胶来提高传感器感知身体电信号的能力,同时,患者需要在身上粘贴10个以下的电极,并携带记录盒。

 

无论是从就诊体验或使用体验上来说,这样的产品一定程度上为患者带来了不便。

 

对标以色列的可穿戴式心电监护设备Healthwatch,团队想到做一款能够使患者穿在身上的产品。在历时2年研发后,博迪加心电衣正式推出市场。虽然外表看起来是一件普通的T恤,其实质是一个对心电活动的实时动态健康监测和预警系统,该系统可持续分析嵌入T恤的特有柔性传感器的输出信号,实现长时间的心电数据监测。

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博迪加心电衣(企业供图)


好的产品要做到准确、舒适、漂亮、成本低


目前博迪加的产品分为两部分,一是以肌电、心电为主的硬件产品,其中,肌电产品主要应用于科研、运动康复、神经康复等领域,而心电产品主要是用于心血管慢病的筛查与随访管理;二是以APP、PC端形态为主的软件,包括监测、分析心电数据的云平台。

 

对于博迪加来说,摆在第一位的问题就是如何使数据变得准确。心电信号监测以无入侵式为原则,通常采用体表电极,而不需要配合导电膏使用的电极称为“干电极”,其阻抗、极化特性、稳定性等对测量的精确度影响较大。

 

目前的生物医电传感器无法与服装整合,且不能拉伸,体感较差,同时其抗干扰能力较弱,在运动过程中会导致与皮肤接触不良,可靠性较差,影响生物医电信号的传输。在服装上收集人体的数据,而且是连续动态心电数据,存在难度。 

 

高向东告诉动脉网记者:“从电环境来说服装其实是比较不干净的环境,服装的面料摩擦会产生静电,静电的干扰,包括电极材料、电极贴放方式,电信号传输方式,都会对数据采集产生影响。”

 

为了解决以上问题,博迪加与全球领先化工企业杜邦(DuPont)开展战略合作,历时两年,开发了基于导电墨水打印技术的柔性传感器及柔性传感器模组。该模组解决了传统干电极接触不良的问题,同时解决了可伸缩、可弯折、可水洗的核心问题,高向东认为团队的这项成果是研发出了“最接近湿电级准确度的干电级”。他表示:“在保证产品功效的前提下,实现100次的水洗,每件智能衣的使用周期在一年左右。”


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博迪加智能衣的柔性传感器(企业供图)


参照YY1079-2008心电监护仪的对比实验,博迪加智能衣在QRS波检测敏感度、QRS波检测阳性预测敏感、PVC阳性预测度上分别达到99.7%、99.8%及96.5%的精确度。

 

在实现了数据的准确性后,考虑到服装的形态,高向东接下来面对的两个问题是舒适及美观,在他看来,博迪加的产品,“不能像Holter一样,出门的时候 还带个‘大盒子’,给用户打上病人的标签。”而应是一件看起来普通却可以保护心脏的背心,也是我们贴身的“铠甲”。

 

在材质及内置智能硬件上,博迪加的心电衣主要采用尼龙和莱卡面料,同时搭载世界上体积最小、重量仅7.8g的高精度心电、呼吸信号采集、存储和传输系统,可实现连续24小时心电数据的采集与记录。


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高精度心电、呼吸信号采集、存储和传输系统(企业供图)


在成本方面,虽然存在技术难度,但是是否具备自动化的工艺生产条件是决定产品最终能否实现“量产”的关键,高向东认为:“这样的产品不应该成为’奢侈品‘,需要用自动化的工艺降低生产成本,售价要合理,要让大家都穿得起。”目前,植入传感器的博迪加心电衣已达到与普通服装相差无几的售价。

 

赋能心血管医联体,提高基层诊疗能力

 

在应用领域,博迪加主要聚焦医疗,同时辐射体育与工业应用。2018年是博迪加发力医疗领域的第一年。但实际上,博迪加从创立初期,就瞄准了医疗市场。在医疗方面,博迪加主要面向B端客户,利用博迪加心电衣等产品赋能合作机构。通过智能服装打通患者与医疗机构的联系, 成为医疗与健康大数据的入口,医疗服务机构的工具平台。

 

中国著名心血管专家,中国工程院张运院士曾指出,目前我国心血管疾病治疗领域要积极应对两大问题,一是患者从大医院到基层医院下沉的人群数量巨大, 二是心血管疾病的基层诊治能力尚急需提高。面对我国2.9亿心血管病人,专科医生分布极不平衡,各基层医院心血管疾病诊治水平还在一定程度上存在参差不齐的情况。因此,各地涌现了许多在心血管专科医联体模式。


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博迪加产品应用模式(企业供图)


针对这样的痛点,博迪加目前已与心脏联盟、心医国际等机构展开合作,助力心血管病的远程诊疗,用云端的算法为企业提供远程的服务,对基层患者的数据进行管理。携手合作伙伴共同建立基层医院建立房颤筛查中心,同时建设院前筛查、院后随诊、长期监测的诊疗体系。

 

通过智能心电衣与配套的APP软件,可以实现长程心电监测以及事件心电记录的功能,对患者进行24小时心电采集与记录,生成心电图PDF报告。同时,根据指标判断心律失常等事件,在心电衣监测到异常时对特殊时事件进行标记,并记录事件前后1min的心电图,数据上云后,医疗机构可通过Web端查看数据、报告,对患者情况进行复核。


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与安贞医院合作患者院后慢病管理项目,监测异常事件


博迪加在与医疗机构的合作过程中,打通患者与基层医疗机构的联系, 成为医疗与健康大数据的入口,医疗服务机构的工具平台。通过一系列的解决方案,解决基层医疗中缺乏数据采集手段、对数据判读能力不强、无法对患者进行监测管理的问题,提高基层医疗机构诊疗的准确性。在远程的随诊方面,医生也可以通过平台对患者进行院外的管理。

 

高向东强调,博迪加在医联体的系统之中,扮演的是数据采集者的角色,“院前是筛,院后是管,在这两个环节中数据作为周转的桥梁,挑战在于怎么让用户愿意产生这个数据,而且数据是准确的。”

 

高向东认为,团队此前一直是与信号打交道,以电子工程师为主,在信号处理与分析方面有丰富的经验。因此,医疗的专业性取决于和心脏联盟、安贞医院这样的医生、专家团队的合作,整个产品的研发的思路,专业性和使用的验证,有大量的我们的合作的专业的医学专家团队的输入。

 

此外,与医学专家团队合作的意义在于,在研发生产的过程中,及时针对医生的临床需求对产品进行相应的调整,医生会帮助博迪加在研发的过程中不断的验证需求,成为产品的试用者和指导者。

 

高向东告诉动脉网记者:“从一开始博迪加产品就是从医生提的需求开始做的,在研发的过程中,医生在阶段性的去替我们去验证,打磨产品,最后产品面世的时候,我们做出来的产品就是医生心目中想要的产品。

 

利用医生标注心电数据迭代人工智能算法,探索多种商业路径


据高向东透露,除了用传统的传感器实现心电监测外,公司还与科研高校合作进行人工智能技术的开发。高质量的数据是人工智能诊断的前提和基础,数据的质量对诊断准确率至关重要,他表示:“人工智能数据处理中80%的时间都是在做数据预处理工作,标注的准确性关乎结果的准确性。”

 

因此,在数据的获取方面,博迪加选择与医生集团合作,获取大量高质量带标注的医学病例样本,完成算法的迭代,获取更为准确的数据模型。“在云端,我们和一些医联体合作,大量的数据产生回来需要医生去标注的、核准的。标注的数据不断迭代,人工智能算法会越来越精准。”用高向东的话来说,人工智能是博迪加的另一个支点。

 

在提供算法服务的分成之前,博迪加主要的商业模式以销售产品设备为主,此外,基于心电数据收集,为用户提供体征数据分析,与机构协作,实现为用户实现线上问诊、医疗诊断等多场景的服务变现。

 

目前,博迪加已获得由数智匠人、腾飞科技等机构投资的三轮融资,融资额达数千万。未来,博迪加还将利用智能设备对体征信号进行高频、连续的采集和分析,将其沉淀的数据为医疗研究、保险控费提供帮助。


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