编辑：桃子 好困
【新智元导读】除了霍金，除了冰桶挑战，你对渐冻症了解有多少？6月21日是世界渐冻人日，商汤研究团队用AI已经为他们带去暖意。
或许我们最先了解渐冻人这个词可能都是从史蒂芬·霍金开始的。那个歪着头、咧着嘴，蜷缩在轮椅的老头却给人们带来无与伦比的黑洞理论。还有一位著名的英裔美国机器人科学家Peter Scott-Morgan博士同样患上了渐冻症，但他逆天改命将自己改成了「半机械人」。他们都是这个时代伟大的科学家，却遭受着自己被「冻」住的折磨。其实，我们身边还有许多普通人患有渐冻症，他们却无法像Scott-Morgan有能力将自己改造。讲真，若你对渐冻症并没有深刻的了解，想要有真正的同理心很难。渐冻症，学名是肌萎缩侧索硬化症 (amyotrophic lateral sclerosis, ALS) 。通俗讲，这种疾病会使运动神经元受损，并且随着病情渐进发展，患者身体像一点点被冻住一样，逐渐失去语言、行动等能力。来自陕西延安市延川县的49岁张先生就是其中的一位。张先生有一个幸福的四口之家，大儿子25岁，小儿子23岁，他们目前都在打工。妻子在家里屋前开了一个小店，维持家里生活的同时还得精心照顾屋里的丈夫。当他们被告知张先生患有肌萎缩侧索硬化症时，突如晴天霹雳。2018年，张先生身体最先出现了一些轻微症状。他之前也是工地上的一位工人。一天在干活的时候，发现自己右手无法提起榔头，而当时自己也没有在意。其实，有的病人刚开始出现的症状只是上下楼梯没有力气。拖了一段时间后，张先生决定去县城里看病，并打了连续三个月的点滴。这期间，病情还是没有进展，整个人状态就是偶尔手臂没力气。然后，张先生从延安市跑到西安市红会医院。医生当时判断是颈椎压迫神经导致的，张先生手术住院一周后回到了家。但是过了一个多月，张先生不但没好，病情反而愈加严重。最初是右手，后来发展到了左手，再之后双腿走路也不得劲了。因此，2019年他们一路来到北京找大夫看病，吃了几个月的药后，仍旧于事无补。2020年初，张先生脖子部位出现僵化症状。那时的他，还一直在锻炼，爬山、举沙袋。时间又过一年，张先生突然无法站立的变化给一家人带来了巨大冲击。每次张先生的起身，都需要妻子将其抱起。锻炼也停止了，儿子和妻子轮流帮他按摩，活动胳膊。从2022年开始，张先生全身处于瘫痪状态，只能卧床休息。同时，他还出现了吞咽困难，无法进食的问题。在进行了胃食管反流手术后，他目前主要通过流食来维持体力。卧床期间，张先生同样遇到了渐冻患者经常遇到的问题——咳痰，每天只能借助咳痰机来帮助吸痰。其实，我们看到张先生病症在时间不断推移过程中加重，到最后已经丧失了行动和语言能力。目前，他只能张张口，发出微弱的声音，主要通过口型交流，除了妻子没人能懂。但是有的时候，张先生的妻子并不能做到无时无刻地在他身边照护，比如有时候去厨房，根本听不到他的声音，无法知悉他的需求。毕竟，仅仅是正常呼吸、吞咽咳痰，对重症渐冻症患者来说，也难如登天。而在无人看护时，患者极有可能因不能正常咳痰和呼救，而造成死亡。而不间断的悉心看护与及时响应需求，成为渐冻症护理的关键——病人家属无论昼夜，每隔一段时间就需要检查患者的呼吸状况，以确保病人状态正常。
为此，家属们也是绞尽脑汁，有的靠病人自己的哭声，有的则会使用眼动仪的报警功能。然而，这些设备对病人本身的意识状态还有要求，本来就已经很难受的病人还得不停地去进行尝试，而且为了能让远处的人能够听到，声音被设置得非常大，十分扰民。你可能想象不到，这些卧床的病人到底有多需要家人的帮助。据一位家属介绍，白天几乎每小时都需要呼叫一次，咳痰、喝水、翻身、拍背等等。晚上少一些，但至少也需要3-4次。为此，商汤开发出了一款AI智能看护系统，为行动不便、吞咽及呼吸困难的病人进行无接触式的看护。整个系统使用多光谱成像传感器，不受光照条件影响，可以24小时无间断工作。
其中就有一个功能，可以帮助病人实现无接触的主动呼叫。基于AI技术的敏锐识别，患者可通过嘴巴、眼睛或者表情动作，在不发声，姿态固定的情况下完成主动呼叫。与此同时，商汤AI智能看护系统还搭配了专用展示端，能够随时、随地、实时远程查看被看护人的状态，收到异常报警。现在再想象一下，刚做完手术的你，身体并不太舒服。到了晚上，你感觉全身发热，疼痛难忍。然而周围的人都已入睡，自己发不出任何声音，只能躺在床上任由汗水一滴一滴地滚落。商汤科技应用研究实验室负责人孙其功博士在一次走访中就遇到了类似的情景。开始聊的时候还挺好的，结果再去的时候就在ICU了。后来才知道，病人前一天开始发烧，但直到第二天早上例行照料的时候才被发现。因为在身体出现异常的时候，你很难要求渐冻症病人依然保持清醒地去主动求救，这对于健全的人来说都绝非易事。针对这一点，商汤又在系统加入了24小时体温监测的功能。商汤团队结合病人现场情况，驻场部署、调试系统及设备
同时，基于计算机视觉技术，AI智能看护系统可以实时不间断监测被看护人的生理指标，甚至还能识别出他们在表情中流露出的痛苦。当捕捉到被看护人的呼吸、心率等体征指标，以及表情的异常时，智能看护系统可以在3秒内发出警告，通知看护人员前来处理危急情况，避免被看护人发生生命危险。那么，对于一个「非接触」式的设备，是如何准确获得生理指标的呢？拿呼吸的一个维度来举例，一方面嘴巴或鼻子吸进去的气和呼出来的气温度不一样，另一方面人的胸腔在呼吸时是会有起伏变化的。为了从这些非常小的信号里面把有用的频率的信号提出来，团队克服了各种难点，研发出了原创的检测技术。如此一来，就能及时发现病人是否出现呼吸暂停，并且还能避免呼吸机突发故障造成意外。既然非接触这么难搞，为什么不像传统医疗设备那样，通过粘贴电极等监测生理指标？经过调查商汤发现，重病病患往往长期卧床、肌肉萎缩、营养不良，皮肤水分不高，容易导致监测的抗阻低，信号捕获不精准，同时，长期佩戴可能会起疮过敏等不适反应。另外，渐冻症患者虽然被疾病禁锢了身体，头脑却依旧清醒，对正常生活与交往的渴望须臾未减少——伟大的物理学家霍金，在轮椅之上依旧社交、演讲，畅谈宇宙。为此，商汤AI智能看护系统完全采用无创、无接触式生理指标监测。无须被看护人穿戴其他辅助工具，仅利用多光谱成像传感器就可在无接触情况下，通过采集被看护人体表温度辐射强度、胸腔起伏程度等生理信息，快速且精准地识别被看护人的体温、呼吸率和心率等生理指标。相比于常见的接触式监测方法，无接触式的监测方法不给被看护人带来任何烦扰，同时避免因接触造成皮肤过敏，或营养不良等导致监测不准确的情况。除了这些必须的功能以外，商汤还利用计算机视觉分析技术，持续监测被看护人的醒/睡状态，统计被看护人的睡眠时长和醒来次数等信息，并生成睡眠质量分析报告，并将报告推送给陪护人员查看。从今年春天首次交付，到现在已经守护着北京、西安、延川、渭南、咸阳等地多位患者的健康。据统计，全球每年渐冻症确诊案例高达14万起，由此造成的治疗需求十分庞大。而AI的发展可以为此带来转机。商汤作为领先的头部科技企业也注意到了这类罕见病人的需求，在孙其功博士带领下用AI为特殊群体带去福音。关于研发数据的采集，其实主要有三个来源，一是研发团队走访医院去了解病人的需求。就比如病人需要监测体温的需求就是孙其功博士带领团队在医院调研时发现的。一位研究人员称，「三个月中，所接触的绝大部分患者，都是亲自上门去拜访沟通。只有一位实在是因为疫情，无法线下当面交流。」研究团队把自己全部时间投入到研发中。就比如，他就亲自拜访了北京的一位患者——第一位使用系统看护的病人。商汤研发团队甚至直接在患者家中长住7天，进行开发调试，其中有一天还观察了24个小时，因为需要覆盖不同光线、环境，以及背景情况。比如，在对患者面部一些特定动作单元识别时，真实场景和预想的场景会有很大出入。在产品没有进入实际场景的时候，研究人员只能考察现场，再回来自己搭建。在后期的话就会遇到一些问题，包括不同面部姿态，不同角度补光，眼镜反光等情况。商汤技术团队模拟测试AI智能看护系统
为了监测，商汤研究人员晚上会倒班睡觉，就是为了观察设备在夜间的使用情况。同时，系统功能测试需要时间，需要跟病人不断去打磨，并且要降低误检、漏报等风险。另一个采集数据的来源就比较有意思了，由于疫情，缺乏实际数据，研发团队自己模拟患者表情以及各种光线情况。疫情期间，工作人员轮流上阵，模拟系统使用情况
在患者家里忙活完，凌晨5点要走的时候，患者家属还要给研究团队烙饼吃。研发虽然很辛苦，但是患者家人也为他们的心中送上了温暖。我们可以看到，在不断推进AI技术在医疗、健康领域里应用的同时，商汤着力开发面向渐冻症病人看护的技术解决方案。未来，商汤将用AI守护和照看更多弱势群体，用AI（爱）拯救爱。参考资料：
https://www.sensetime.com/cn/news-detail/51164186?categoryId=72
