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为生命接力 AI给移植器官开辟空中绿色通道
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时间:2019-10-17 08:48:05
移植用器官目前只能依靠航空运输。商业航空在移植器官运送方面扮演着不可替代的角色。研究表明,全球商业航空公司每年的器官运送量超过9000个。 在美国,约有11万4千名病患在等待器官移植,而2019年内只有30%的病患及时获得了器官供应。根据调查中心发布的Kaiser Health News and Reveal报告,近170个器官因运输问题无法按计划交付给病患,近370人的手术因此延误两个小时以上、情况一度万分危急。 根据美国移植基金会公布的数据,每天约20人因无法及时获取器官而死亡,年均死亡人数则超过40000。 身为非营利性器官采购组织西南移植联盟(Southwest Transplant Alliance)CEO Patti Niles的介绍,跨地区器官运送一直是困扰他们的头号难题。 Niles表示,“不同器官在移植之前能够承受的运送距离也各有差异,而这段体外贮藏时间往往直接决定移植手术能否成功。无论如何严格控制温度、还是放置在人工模拟的官能灌注泵上,器官的有效周期仍然只能维持在几小时到最多两天之间。” 如今移植器官越来越多地通过包机、商业航班或快递进行运送,这就导致运输风险也在水涨船高。 他还提到,“我们的组织致力于挽救生命、为病患提供健康的移植器官,所以我们希望克服一切阻碍使命达成的挑战、以创新方式完成救死扶伤的目标。” “我们还在积极寻求技术合作伙伴,希望借助器官温度调节器或人工泵送设备让移植器官保持更长的体外活性。如此一来,我们就能有效延长运送周期。” Niles强调,该联盟最近从GPS技术上看到了希望。一旦运输线路上发生中断,GPS技术能够及时发出跟踪及警报。 健康科技企业CareDx总裁兼CEO Reg Seeto表示,考虑到超过10万名病患还在苦苦等待属于自己的移植器官,安全无忧的运送过程就显得尤其重要。“这样能够扩大供应,让更多病患获得足以挽救生命的移植器官。为此,器官采购组织需要相应工具,帮助我们跟踪质量指标并发现运送过程中的问题。如果技术成果能够帮助我们达成这个目标,那么器官的活性周期会更长、手术效果也会更好。” 无人机、物流与AI Silvus Technologies公司销售副总裁Jimi Henderson表示,AI技术在提高器官捐赠者与接受者之间匹配效率方面,已经在发挥至关重要的作用。 Henderson解释道,“但器官运送的速度与可靠性仍然存在很大的问题,特别是在交通繁忙的城市区域,交付时间很可能额外延迟。” 2019年4月,一架由马里兰大学无人机试验场工作人员设计并操控的无人机成功降落在巴尔的摩R Adams Cowley Shock创伤治疗中心。由它运送的一只装有肾脏的盒子,标志着有史以来第一例由无人机运送的器官被顺利交付至病患手中。 Henderson表示,“即使是在混乱的城市交通环境下,这项技术仍能提供良好的通信交互,确保快速可靠的交付效果。这样一套更及时、更灵活、自动化程度的器官配送系统,在效果和效率上要远远超过传统的航空配送系统。” Niles提到,“通常情况下,肺脏需要在8小时内完成移植;肾脏在泵上可以维持活性达48小时,但如果缺少灌注泵则活性只能维持24小时以内。” 2021年4月,西南移植联盟成功运送了一批采用TransMedics灌注泵的肺脏,活性维持了27个小时。这项技术再配合经过优化的运送路线,大大改善了器官的运送效率。 Aquiline Drones Corporation创始人兼CEO Barry Alexander表示,对于这类分秒必争的紧要场景,无人驾驶飞行器(UAV)确实是一种理想的解决方案,能够将器官快速转移至安全、可靠的保管或手术地点。 Alexander认为,“低下的运输效率确实造成了大量资源浪费,为了缓解这种情况,我们需要自动化的帮助。通过使用深度学习AI,我们可以让复杂且不断变化的物流体系全面实现自动化。2019年,我们开始使用无人机运送人体器官及组织,希望能为关乎生死存亡的医疗事业增添助力。如今,我们开始使用Sparticus认知数字代理进一步增强无人机的配送流程,希望解决运输物流中的难题、消除因交通延迟造成的高达25%的活体器官损失。” 他坚信,AI技术将改变现有运营框架、提升后勤效率,并支持无人机构建起理想中的多模式器官运送网络。 Alexander指出,“我们希望能让常规飞机与无人机共同运送器官乃至其他重要货物,并在一定程度上替代地面运输体系。我们的无人机在往返于各家医院执行配送任务时,需要接受美国联邦航空局的引导与空间分配;但我们希望建立起固定框架,更好地调度、指派并完成飞行工作。” AI技术在其中将扮演起至关重要的角色。 Spartacus与实时数据源密切关联,包括联邦航空管理局(FAA)、天气条件、交通状况及其他数据源,借助其强大的学习能力优化配送选项。结合这些数据集,它能根据客户的具体要求(例如送达时间、地理位置与配送成本)选择最佳送达方式。即使是在配送途中,系统也能持续提供优化建议以适应不断变化的背景条件。 Alexander强调,“随着时间推移,Sparticus的智能化程度越来越高,其数据积累自过往历史及具体用时,效率也得到持续改进。经过适当训练,Sparticus能够不断改善每次器官运送及交付的完成率。” 换句话说,Alexander认为常规飞机、无人机与地面运输工具都应由AI方案进行调度引导,全面提升器官的运送速度。 AI驱动型物流 根据DP World(运输量占全球贸易10%的物流业巨头)一位发言人的说法,物业行业几十年来一直受到低效技术与陈旧操作系统的阻碍。“直到几年前,组织还无法在货物离仓后实时查看当前位置,因此几乎不可能针对不断变化的环境条件实现更灵活的路线调整。” DP World发言人表示,“随着全球商品需求量的持续增加,我们必须对陈旧的工作方式做出改变;作为知名企业,我们也有责任帮助整个行业完成转型。数据与AI将在我们的未来业务中发挥愈发重要的作用,甚至有望彻底改变运输行业的游戏规则。” Airspace公司CTO Ryan Rusnak提到,在运送移植器官、核心飞机部件或疫苗时,选择最佳先进路径是满足时间要求的必要前提。 “大多数紧急运送任务的起点都非常随机——可能是实验室、医院、仓库,但很少是机场。之后,服务商可以选择多条路线将包裹送往最终目的地。事实上,单是从旧金山到波士顿就可以有超过1.8亿种走法。” Rusnak认为,“除了选择最佳路线之外,交通、天气、驾驶员对路线的了解程度以及实时事件等因素,也应在配送过程中得到全面考量,最终构成一个高度复杂且不断微调的缜密方程。”仍然以从波士顿到旧金山为例,“如果没有AI技术的协助,这超过1.8亿条路线足够让规划人员脑袋爆炸。” 结合具体背景,计算机需要四个多小时才能完成从0到1万亿的计数。“所以,任何遵循条件逻辑或横向图形的传统计算机程序都无法解决这类路线规划问题。” Rusnak强调,“在AI与机器学习普及之前,约有三分之一的高时效货物无法按时送达。但现在,AI能够快速评估将特定货物运送至特定目的地的一切可能方式,高效确定最佳路线。” 根据Rusnak的解释,不同类型的货物对最佳路线的定义也不相同。就活体器官而言,AI会先搜索一切速度最快的路线,再使用神经网络进行具体评分。 “根据所有可能的运送路线,AI会考虑特定路线的置信度,并在不到一秒之内结合种种前所未有的现实条件完成选择。更重要的是,AI会持续观察并分析它遇到的大量数据,并随时间推移变得越来越智能。” “例如,器官可能需要一条速度较快且风险尽可能低的路径,也可能要求以不迟于当日的速度送到以保证最低运送成本。这两种方式的判断就完全不同,前一种可能倾向于直接用车送到机场、再赶最近的航班;后一种则尽可能避免地面交通,最好全程走航空运输。” 根据Niles的介绍,他们在与Airspace及其他技术伙伴开展合作之后,这种实时路由规划能力确实让他们挽救了更多病患的宝贵生命。 Niles表示,过去三年以来,他们使用洪流技术配合实时GPS跟踪运送了近1000颗肾脏。 “一旦发生运送延误,我们的团队会立即向移植中心发布通告,提醒他们根据实时信息对手术时间做出调整。我们的系统还着力优化运输路线,不断压缩延迟、提供更准确的交货时间。” Alexander最后总结道,“可以肯定的是,AI技术的强大力量正在改变运输行业、特别是紧急运输任务的运作方式。”