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7月22日14时,南京市通报新冠疫情防控最新情况:截至22日13时,全市共诊断出13例确诊病例,其中7个轻型,6个普通型。此外,另有9例无症状感染者。全市连夜进行核酸检测,各项防控措施正相继落地。

广深疫情刚平,南京乍然又起。复盘此前广东防疫保卫战,“精准防控、科技抗疫”沉淀的经验颇具启发意义。

7月13日晚,深圳“6·14”疫情的本地新冠病例已全部清零;当日广东省无新增本地病例。自5月21日汹涌袭粤的新冠疫情,终于日渐平复,广州人堂食早茶的快乐又回来了。在此次与新冠病毒的搏杀中,大数据技术、人工智能等新科技应用其中,成为不容忽视的辅助大脑。

广州疾病预防控制中心副主任张周斌告诉《财经》,“战胜疫情离不开强大科技支撑。结合人工智能、大数据技术等新技术,广州市在大规模核酸检测、大数据技术追踪、健康码识别赋码、防控政策仿真、传播风险识别方面打出了‘科技抗疫组合拳’。相较于传统的方式,流调追踪更快速高效,防控决策更科学精准,最终形成分区、分级差异化防控,平衡疫情防控和经济社会发展。”

作为广州、深圳抗疫的人工智能支持企业,医渡云在多个环节助力疾控工作;团队刚结束隔离、从广州回到北京,就又奔赴抗疫一线。除了在流调追踪环节充当着“侦探”,还在分级分类调控等方面担当起智库,助力政府精准决策。此前,在支持武汉、宁波、北京、青岛等城市防疫抗疫的硬仗中,医渡云搭建了“城市免疫平台”,集成了疫情监测预警、趋势研判,及防控政策指挥调度等功能。

医渡云首席AI科学家闫峻博士解释道:监测预警就像人的感知能力,有东西就能看到,看不到的话能听到,听不到还能闻到,第一时间发现疫情风险;研判像人的大脑,通过数据分析,能够想清楚事情该如何处理;指挥调度,就相当于人的手脚,决策之后得去落地执行。

监测预警、趋势研判、指挥调度,形成一个闭环,三个支点撑起AI抗疫的稳定三角。

01 数据治理,提高人效

“搞清楚病毒可能从哪里来、可能向哪里去,是控制疫情的关键。这轮广州疫情病毒非常狡猾,病毒追踪工作面临很大困难,而且在近2000万人口的城市实施防控政策,如何平衡疫情防控和经济社会发展也是现实难题。” 广州疾病预防控制中心新冠疫情防控专班工作队队长罗雷说道。

医渡云副总裁朱博威在广东驻扎了一个多月,他还记得5月29日晚到达广州时的紧迫感——海外报道Delta病毒变异株的传播速度、致病性令人心惊;多起确诊病例曾在早茶店就餐,病毒可能已悄然通过不同传播链散发,流调工作存在相当大的挑战。

朱博威带领支援团队进入应急指挥中心,取得必要授权后,便着手协助广州疾控中心进行疫情管理工作。第一步,要对确诊病例和高风险人群的流调报告进行结构化处理。

从前端传回的流调报告平均每份都有数十页,多位疾控专家需要阅读报告、提取所需的关键信息。“比如分析病例轨迹的人,要提取轨迹信息;分析病毒载量的人,要提取实验室信息……当本轮疫情达到100多个病例时,新加入一个队员,可能要读100多份流调报告才能提取充分的信息。”医渡云产业AI研究员蔡康宁讲道。

时间紧,任务重。靠人工,非但效率有限,而且容易遗漏,据广州市新冠疫情防控专班数据分析组组长李科介绍,医渡云研发了相应工具,通过自然语言处理技术,让机器阅读流调报告,自动提取出71个完整字段。将这些数据输入“城市免疫平台”决策引擎,通过知识图谱+机器学习算法,自动生成不同ID病例的传播链、关系图、时间线,并以可视化的方式呈现。

在与病毒的冲刺赛中,速度十分关键。6月5日,广州市南沙区突然发现了一家六口的确诊病例。围绕这家病例,市疾控迅速甄别了一批密接者,密接者涉及一所小学、一所幼儿园、周边餐馆及工地,辐射区域很广。如果要封闭相关区域,应划定多大范围?区政府、疾控中心急需清晰的数据分析进行决策。

医渡云团队接到这个应急工作,随即通过大数据技术协助有关部门开展数据分析和提供可视化服务,并进行了汇报;区政府听取汇报后,快速封闭了相关区域。

作为流动人口超千万的特大城市,广州本轮疫情涉及的高风险人群比以往多出数倍,“统一高效的信息管理平台,是实现对密接人员追踪、管理的关键,面对3万多名密接、次密接人员,我们尝试通过技术提高管理效率及质量。” 广州市新冠疫情防控专班信息组组长黄勇告诉《财经》。

“疫情早期,密接信息审核都是由人工完成。密接数据质量不一、有些会有遗漏。”据广州市新冠疫情防控专班数据分析组副组长陈纯介绍。“医渡云为协助疾控中心解决这一问题,开发了一个数据质控校验小程序,各区的现场工作队在上报密接数据前,先行校验数据,有遗漏或错误之处一目了然,方便自行修改。这样原本两个人花一天才能完成的工作,缩短至只需5分钟浏览审阅。”广州市新冠疫情防控专班密接协查组组长汪慧介绍说。

02 数据分析,科学研判

治理多源头、多格式、不同质量的公共卫生数据,实现数据结构化、标准化,是人工智能企业的基础能力。通过大数据技术,分析疫情风险等级和未来趋势,进而制定分级分类的政策,既考验着政府的决策能力,也考验着人工智能团队的算法技术功底。

今年1月,在接受《财经》专访时,闫峻科普了医渡云“以知识图谱、逻辑知识库为主,嵌入数据智能驱动”的算法方案。简单理解,相当于通过浩瀚的医学知识沉淀,先构建出整体的逻辑架构,基于此,再把规律逐步嵌入到知识图谱中,让每一个节点之间都是可预测的模型关系,以满足医疗领域计算结果必须可解释的需求。

这一次相当于将医疗方向的应用,迁移到公共卫生领域。“研判算法作为平台的大脑,我们投入了很大力量。除了常规的传染病模型SEIR(易感-暴露-传染-恢复),还用了Agent-Based模型,涉及大量细节参数和特征提取和处理,包括防控政策落地情况、当地人口的聚集习惯等,非常复杂。”闫峻讲道。“所以我们算法工程师就是直接往一线冲,不然的话体感不会那么强烈,参数就没法估计得准确。”

就本轮广州疫情的模型调整来看,Delta变异株的传递率更高,这意味着某一病例传染给另一人的概率相应提高。原本病例A可传给3个人,若感染Delta则可能传给4个人,基本再生数(R0)发生了变化,疫情走势的研判结果自然会改变。

同时,研判算法必不可缺的考量因素是政策,加入不同的防疫举措后,仿真模型的结果也大不相同。蔡康宁举例,若政府要求学校全面停课,那病毒的传染性会降低到原来的40%,因此“40%”就会成为模型里的一个参数,干预有效再生数(Rt)。

40%,这个数字从何而来?“牛津大学动态追踪了全球上千条全球各国防疫政策,量化了不同政策的影响力;同一政策实施程度不同,带来的效益也不同,40%这个参数参考了这项学术研究的结论。”蔡康宁进一步解释,这也是他们必须跟进最新科研成果的原因。

对于一座城市而言,防疫政策直接关乎数千万人的生活,政策制定如何更加精准?“本次疫情也是我们逐步认识Delta的过程,很多政策都是灵活调整,都是随着疫情发展态势,及时进行动态调整,充分体现了广州应对本次疫情时更加科学,精准和高效。”广州疾病预防控制中心副主任袁俊这样总结。

医渡云的政策仿真模型可以对不同的政策实施组合,进行模拟预测。比如面对一个风险小区,应选择封闭管理(严格居家,足不出户)、还是封控(只进不出,严禁聚集),此时可通过该模型计算:两种措施各可能造成多少人感染,以辅助决策者判断。

随着防控政策的施行,疫情走势的模拟仿真模型也会相应调整,据广州市新冠疫情防控专班风险评估组组长马钰介绍。在合作前,医渡云给出的准确率约定是:预测结束时间与实际情况,相差不能超过2天;预测确诊病例数与实际上下浮动不能超过8例。“事实上,我们预测广州疫情到达平台期的时间,和实际基本吻合,确诊人数和实际只差5例。” 医渡云一线团队对此颇为骄傲。

这个团队里,有算法工程师、数据科学家、医学人员、可视化工程师等角色,投入到数据分析工作的技术人员最多。广州南沙区疫情突发,应急指挥中心的疾控队员和医渡云驻场的技术分析人员,每天都要工作15-18个小时。负责风险可视化的队员一天会设12个闹钟,因为每2小时要汇总最新的风险点、上传到指挥中心,深夜亦是如此。

去年春节疫情爆发后的一年多里,医渡云团队辗转于武汉、宁波、北京、青岛、石家庄等多个城市,支持当地疾控、卫健部门抗疫。有的队员刚刚结束上一轮14天的隔离,就又匆匆奔赴有新发疫情的城市。

03 实战训练,让研判大脑更Smart

当前,人工智能可助力疫情防控的哪些环节,已经渐渐明晰。但在2020年春节,武汉新冠肺炎突然肆虐之际,这种新型病毒一度令人一筹莫展。当时的武汉已经开始封城,医渡云逆行武汉,一线队员开着车、穿着防护服从北京赶到武汉。

当时医护人员力量严重不足,数据统计总体可靠,但客观上难以排除漏报、误报。最紧要的是,以最快速度摸清真实情况。

医渡云入场后,一周上线了疫情响应平台,“战时状态,七天就协助有关部门把数据的接入、集成、清洗、质量治理工作全部干完了”,闫峻回忆道。尽管身在武汉一线的队员不多,但在北京办公室,有百余人枕戈待旦,进行后台支持。

去年2月14日这天,医渡云收到了宁波市卫健委的感谢信,“2020年1月31日至今,该小组(医渡云宁波疫情应对行动组)已连续协助我委提供15篇《宁波市新冠肺炎疫情分析和决策建议报告》,通过翔实的数据分析、科学的模型、务实的建议,对宁波抗击疫情、精准施政发挥了积极作用。” 三天后,宁波市在全国率先发布《关于促进企业复工复产的若干意见》,工厂的生产线渐次开动;26日,规模以上工业企业100%复工。同一时期,全国大部分地区还远未拐进复工复产的轨道。

同在2月中旬,医渡云与济南市卫健委、疾控中心合作搭建的“新冠肺炎医学观察者管理平台”上线,目标是对密接者、次密接者进行智能化管理。通过在线随访,对高风险人群进行流调,生成多维度的风险分析,在减轻一线人员工作量的同时,实现基层防控点、疾控中心间的信息同步;另外,平台可持续关注个人在转运隔离过程中的体验、在隔离点的生活情况、心理健康程度等。

通过协助武汉、宁波、济南等地抗疫,针对公共卫生数据的治理和分析,医渡云积累了实战经验,人工智能通过模型担当的“超级大脑”,就可以协助决策研判。

而去年北京新发地的疫情,进一步推动医渡云系统地打造这一研判大脑:去年6月11日,北京突然报告1例确诊病例,流调人员迅速锁定了新发地。13日,医渡云派团队驻场,这时北京新增确诊病例已达高峰,疫情防控时间紧迫。

在北京疫情一开始时,他们还不明晰到底能帮上什么,“所以就蹲在CDC那边、看着客户作业,一点点发现我们可以有效提升流调效率,以及后面的很多环节。”上述广州抗疫时用及的辅助高效流调、生成传染链路图、决策研判等工具,也是在这时趋于清晰。

在不断实现前线需求的过程中,医渡云形成了一套“城市免疫平台”,集成了疫情监测预警、模拟仿真、辅助研判,及防控政策执行追踪。“这套系统一开始没有清晰的顶层设计,不是完全按照产品技术的视角,而是从解决问题的角度出发。”闫峻分享道。

“智慧城市”概念提出者、中国工程院院士、同济大学副校长吴志强曾经表示:“灰底板的城市胜过白底板的城市,灰底板代表着问题,解决问题自然是市场经济的思路;白底板是从零开始的城市,需要想象问题,再‘解决问题’,近乎乌托邦。智慧城市应建立在存在诸多问题的灰底板基础之上。”

在闫峻看来,为实现相关功能而构建模型,可能很多数学家都了解模型的框架,但混合模型涉及很多参数,一个参数可能会影响到更细化的参数,从而使结果产生巨大差异。因此,需要充足的实际数据,还需将公共卫生专家的经验转化成计算机可以理解的知识图谱。“有了这两点,才能有智能模型。基于实战逐步磨炼出来的模型,效果才会变好。”

04 前可防患于未然,后可助力专病科研

除了通过人工智能支持疫情防控提效,在新冠肺炎的专病科研,以及抗疫前一步的监测预警,医渡云也有相应的布局。

去年初,新冠肺炎尚无明晰的治疗路径,相应的科研工作也十分紧迫。帮助武汉迅速建立疫情响应平台后,医渡云为武汉同济医院建立了“新冠肺炎专病智能数据库”,通过算法引擎进行数据质量治理,避免错误的数据影响结果;并翻译成计算机可读取的结构化、标准化数据后,匹配科研工具。

基于此专病库,武汉同济医院的研究团队将新冠数据与专科研究结合,发表如“癌症患者与新冠肺炎轻重症程度相关的几种危险因素”等高质量文章,“已协助超过50位医院研究者发表医疗及AI论文,最高影响因子超过30分”,医渡科技(2158.HK)2021财年年报中披露道。

防疫就是与病毒的赛跑,凡事应更早一步,早发现、早预警、早阻断。对于监测预警的理解,有两个层面:一是区域已产生新发病例、或核酸检测阳性者,这种监测依靠的是主动上报的疫情监测体系。另一层面,通过机器不间断地监测有症状的人群,结合时间、空间信息对症候群体进行异常评估,进而实现新发传染病更早发现、风险前移。

“这块我们已经有成熟的产品方案,也做了模拟测试,但实际上在全球,这种更早期的监测预警还没有经过时间验证。”闫峻表示,医渡云防疫平台的关注点不局限于COVID-19,未来可以预先监测其它已知的、未知的传染病,包括延展至公卫的健康管理领域。

真正地做到:防患于未然。

(文/海若镜, 编辑/杨中旭)