2024中华医院信息网络大会(CHINC)召开,诺道医学首席执行官高飞博士做“AI赋能药物计算的研究与实践”学术报告
发布日期: 2024/03/31 浏览次数:

高飞博士做学术报告
首先,高飞博士通过案例介绍了个体化用药剂量计算这一未被满足的临床需求以及诺道医学基于大数据人工智能的解决方案。
“ 在上海某三甲医院重症监护室,张医生给一位45岁的男性颅内感染患者应用万古霉素注射液进行治疗。万古霉素是一种窄治疗指数药物,治疗窗窄,毒性大,在使用时必须进行血药浓度检测(有效、安全区间10-20μg/mL),超过这一区间,会发生严重的耳肾毒性,低于这一区间,会导致治疗失败或耐药。因此必须根据血药浓度检测结果和患者的具体情况及时进行用药剂量的调整,使得血药浓度尽快落入有效安全区间之内。万古霉素这种个体化剂量的调整一直是临床上一个棘手的问题,之前主要依赖医生经验,往往需要3-4次尝试调整、1周以上时间才能达标,经常就耽误了治疗时机,毒性反应也很难避免。”
“ 但是这一次,张医生有了一个人工智能调药助手“iPharma个体化/精准用药系统”,可以帮助张医生来精准、快速地调整剂量。这位患者血药浓度检测结果为28.5μg/mL,已超过警戒线,患者随时面临严重耳肾毒性的风险。张医生及时使用了这个iPharma系统,系统自动调取患者各项临床数据,根据患者的个体情况、当前血药浓度、药物代谢情况、肾功能等指标进行综合分析计算,给出了万古霉素剂量调整建议,张医生予以采纳、对用药剂量进行了调整。之后患者二次血药浓度检测结果为14.5μg/mL,进入了有效、安全区间,前后只经历了1次调药、3天时间。最终患者感染得到了快速控制,并且也没有毒性反应发生。患者不仅得到了及时的救治,也缩短了住院时间,减少了经济负担。”

个体化用药剂量计算应用场景
“AI+药物计算”是基于人工智能机器学习技术的个体化用药计算模型,以患者的临床信息(患者基本信息、用药记录、检查检验信息、手术记录等)和TDM与PGx数据作为输入变量,通过匹配运算,给出个体化用药剂量建议。
接着,高飞博士介绍了个体化用药的概念和Al技术为个体化用药剂量计算带来的新契机。个体化用药即在最适的时间、对最适的患者、给予最适的药物和最适的剂量。目前,我国个体化用药剂量计算水平不足,常常导致治疗失败或严重不良反应,已经成为危害我国人民健康、消耗医保资金的重要因素。AI技术为个体化用药剂量计算发展带来新的契机,在海量的临床数据中,已被证实的大量安全有效的用药方案所对应的临床数据中蕴含着丰富的个体化用药依据,AI技术的发展可以赋能于挖掘分析这些用药依据,通过对临床数据进行多层次挖掘,筛选出更多的药物影响因素,构建实用性更强的个体化用药模型。“AI+药物计算”能够基于人工智能技术对个体化用药进行剂量计算及浓度预测,在个体化用药中的应用主要包括剂量预测、浓度预测、不良反应预警、超说明书用药和多重用药风险管控等,最终提升个体化用药剂量计算水平。
随后,高飞博士分享了部分基于“AI+药物计算”的个体化用药剂量预测和浓度预测等研究案例。
“在高维数据上利用机器学习技术预测万古霉素剂量”,结果发表在Expert Review of Clinical Pharmacology(影响因子4.108,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“Prediction of Vancomycin Dose on High-Dimensional Data Using Machine Learning Techniques”;
“集成模型预测儿科患者万古霉素谷浓度”,结果发表在Drug Design Development and Therapy(影响因子4.319,中科院医学大类3区)杂志上,题目为“An ensemble model for prediction of vancomycin trough concentrations in pediatric patients”;
“机器学习在新生儿万古霉素个体化用药中的应用”,结果发表在Clinical Pharmacokinetics(影响因子4.500,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“Use of Machine Learning for Dosage Individualization of Vancomycin in Neonates”;
“基于不完整数据集和交叉变量的集成学习方法预测华法林维持剂量的研究”,结果发表在Computers in Biology and Medicine(影响因子6.698,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“An ensemble learning based framework to estimate warfarin maintenance dose with cross-over variables exploration on incomplete data set”;
“基于真实世界数据预测精神分裂症和抑郁症患者喹硫平血药浓度的机器学习模型”,结果发表在British Journal of Clinical Pharmacology(影响因子3.716,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“Predicting Blood Concentration of Quetiapine in Patients With Schizophrenia and Depression Using Machine Learning Techniques Based on Real-World Evidence”;
“机器学习技术预测自身免疫性疾病患者他克莫司血药浓度”,结果发表在Frontiers in Pharmacology(影响因子5.810,中科院医学大类2区)杂志上,题目为“Predicting blood concentration of tacrolimus in patients with autoimmune diseases using machine learning techniques based on real-world evidence”;
“基于真实世界数据乳腺癌患者拉帕替尼个体化用药模型的建立”,结果发表在Frontiers in Oncology(影响因子5.738,中科院医学大类3区)杂志上,题目为“Predicting lapatinib dose regimen using machine learning and deep learning techniques based on real-world study”;
最后高飞博士介绍到,诺道医学在“AI+药物计算”模型的基础上,推进产学研一体化,已经成功研发出iPharma人工智能个体化用药系统(治疗药物监测/药物基因组检测药师工作站),该系统是国内外首个应用于治疗药物监测(TDM)与药物基因组检测(PGx)的自动化报告与人工智能辅助用药建议平台,处于人工智能药物计算领域全球领先水平。本系统可为近百种临床常规进行TDM或PGx的药物出具临床用药解读报告,临床药师可应用本系统一键生成报告,极大地提升工作效率。同时,针对部分窄治疗指数药物,如万古霉素、利培酮、他克莫司和华法林等,该平台内置基于群体药动学或人工智能机器学习技术的个体化精准用药模型,以患者的临床信息(患者基本信息、用药记录、检查检验信息、手术记录等)和TDM与PGx数据作为输入变量,通过匹配运算,给出个体化精准用药建议。该系统是国际首款人工智能辅助用药软件,是全球领先的人工智能药物计算平台。
iPharma个体化精准用药系统是诺道医学独有产品,在AI赋能个体化用药剂量计算方面实现全球领先。诺道医学建立了真实世界数据治理和质控体系,研发了机器学习、深度学习等Al技术;已获16项发明专利授权;发表SCI论文28余篇,总IF超过150分;中标国家自然科学基金、国家重点研发计划等。
该系统内置52个治疗药物监测(TDM)和44个药物基因组检测(PGx)个体化用药报告模板,同时还包括3个传统药动学模型(万古霉素、美罗培南、华法林),及9个AI用药模型(万古霉素(成人、儿童)、他克莫司(肾移植、自身免疫性疾病)、环孢素(造血干细胞移植)、喹硫平、利培酮(精神分裂)、丙戊酸钠、华法林)。中国药理学会专家共识引用成人万古霉素、华法林剂量计算模型;美国辛辛那提儿童医疗中心(儿童医学领域排名全美前三)发表综述引用儿童万古霉素剂量计算模型。目前AI个体化用药模型是国际前沿热点,尚有200-300左右窄治疗指数药物AI个体化用药模型是研究空白,可与合作医院选择适宜的研究方向,研发更多的AI模型,共同发表论文,申报专利和申请课题。
iPharma系统同时支持开展真实世界研究工作。基于该系统目前诺道医学已经开展了100余项真实世界研究案例,合作对象包括医院研究者、药厂、诊断试剂企业,在真实世界研究方面有着独特的优势,比如:1.基于HIS的多中心真实世界数据网络;2.打通数据治理、方法学与临床资源,形成真实世界研究整体解决方案,在人工智能机器学习技术挖掘倾向性评分控制变量方面经验丰富;3.国家级数据治理标准研发;4.强大的科研论文发表能力。
目前iPharma个体化精准用药系统已经在上海交通大学医学院附属新华医院、海军军医大学附属长征医院、四川省人民医院、郑州大学第一附属医院、苏州大学附属第一医院、南方医科大学南方医院、中山大学孙逸仙纪念医院、重庆医科大学附属第一医院、陆军军医大学附属西南医院、河北医科大学第一医院等多家医院上线并投入使用,正在或即将在首都医科大学附属北京儿童医院、北京大学第一医院、华中科技大学附属协和医院、重庆医科大学附属儿童医院、广州医科大学附属市八医院等医院陆续部署上线。

上海交通大学医学院附属新华医院临床药师正在使用iPharma个体化精准用药平台为患者出具精准用药建议报告
iPharma个体化精准用药系统在全国范围内招募区域代理合作伙伴,亦可直接对接有意向医疗机构,请联系15810833941(手机/微信同号)。
中华医院信息网络大会
中华医院信息网络大会作为中国医疗信息技术领域时间最长的行业盛会(1995年开始举办),一直伴随着我国医疗信息化建设的发展步伐。大会始终结合国家深化分级诊疗、提升医疗服务能力、提高医疗服务质量和效率、加强智慧医院建设、促进互联网+医疗健康发展的一系列最新政策热点策划主旨论坛,始终围绕新技术与医疗信息化的融合发展组织学术论坛。近年来,中华医院信息网络大已受到医疗健康领域全产业链更多的关注,参会人员层次高、人数多、覆盖广。
诺道医学
北京诺道认知医学科技有限公司是医疗人工智能新锐企业,国家高新技术企业,北京市“专精特新”企业,中国医师协会智慧医疗专委会委员单位、中国药理学会临床药理专业委员会委员单位。诺道医学以“让人人用药无忧”为使命,聚焦合理用药,依托先进的人工智能和信息化技术,联合领军医疗和科研机构,建立联合实验室网络,构建“药学大脑”,以新技术催生新模式,线上线下联动,形成不同用药场景下的解决方案,包括个体化精准用药指导、药物治疗管理、住院药学监护和药物临床综合评价等。诺道医学有很强的科研实力,与合作医院合作已中标多项国家及省市级课题,包括十三五国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目等。