史蒂文樱桃大家好,我是Steven Cherry,这里是IEEE S亚博真人yabo.atpectrum播客《修复未来》。
医院是我们治愈感染和疾病的地方,但可悲的是,有时是悲剧,具有讽刺意味的是,医院也是我们得到感染和疾病的地方。根据美国疾病控制与预防中心表示,“在任何一天,大约每31名医院患者中就有一人至少患有一种医疗相关感染。”
然而,根据Lee Harrison博士的说法,“医院目前用于发现和阻止传染病在患者之间传播的方法已经过时了。一个多世纪以来,这些做法都没有明显改变。”
也许直到现在。匹兹堡大学医学中心的医生们开发了一种新方法它使用三种不同的、相对较新的技术:全基因组测序监测、机器学习和电子健康记录来识别未被发现的疫情及其传播途径。
李·哈里森博士他是匹兹堡大学的教授,是那里的流行病学和教育副主任。更重要的是,他是传染病流行病学研究部门的负责人。他是一本书的合著者和通讯作者新论文他描述了新的爆发检测方法,他是我今天的嘉宾。
李,欢迎来到播客。
李哈里森谢谢你,史蒂文。很高兴来到这里。
史蒂文樱桃也许我们可以从一个多世纪以来没有改变的做法开始……医院目前如何发现并阻止传染病传播?
李哈里森所以,大多数医院使用的方法都是关注那些注意到某些事情,正在发生的事情的人。例如,一个护士在一个特殊的护理单位注意到有三个病人患有C.diff -
史蒂文樱桃C.diff是-
李哈里森-是艰难梭菌。这是一种严重的感染,发生在使用抗生素的病人身上,通常我们会提醒医院的感染预防人员,然后开始调查。
史蒂文樱桃1 / 31的数据有点可怕。这是否意味着如果我在医院住三天三夜,我就有十分之一的机会感染一种我不住院就不会感染的疾病?
李·哈里森这里有人们在医院感染的不同方式。有时病人的感染实际上来自他们自己的身体。所以,举个例子,如果你进了医院,你已经被MRSA感染了,那么如果你做了手术,你可能会因此而导致伤口感染。但对其他人来说,在医院里获得的感染实际上是在医院里传染给他们的。所以病人有两种途径获得医院感染。但是,正如你在疾病预防控制中心的研究中引用的那样,它们很常见。
史蒂文樱桃所以这个新系统,你和你的同事称之为医疗相关传播增强检测系统,或eds -dash- hat,顺便说一下,这个缩写在纸上比在空中工作得更好,它是通过对所有医院感染进行基因组测序来启动的,一旦发现或怀疑它们?这是怎么做到的呢?
李哈里森是的,所以我们试着让首字母缩写更简单。我们称之为“edhat”。是的,它的工作方式是,我们很久以前就确定,我们用传统的方法错过了爆发。所以我们决定将几种新颖的方法结合起来。一个是,如你所指出的,全基因组测序监测。这和我们目前所做的不同之处在于反应性全基因组测序。所以在我之前描绘的场景中,当医院里有人认为爆发了疫情,我们可以从疑似爆发的细菌中提取出来,进行全基因组测序,确认或反驳爆发。我们发现很多时候我们反驳了病毒爆发。看起来可能有疫情爆发,但当我们进行测序时,病例是不相关的。所以EDS-HAT使用全基因组测序监测,基本上是说,任何在医院至少三天的人,都有我们的目标高影响细菌感染之一,我们去临床微生物实验室。 We collect those bacteria and we sequence all of them.
史蒂文樱桃然后测序结果会被输入到病人的电子健康记录中?
李哈里森不,这并不是因为测序本身不用于个体病人的护理。所以他们所感染的细菌的基因组成与治疗没有太大关系,因为在治疗中,你只需要知道什么抗生素可以杀死细菌,这是临床医生会使用的。我们有一个单独的EDS-HAT全基因组测序数据库,
史蒂文樱桃我明白了。因此,通过查看电子健康记录的算法,他们正在进行一种接触追踪。
李哈里森是的,这是个很好的问题。第一步是全基因组测序监测。当我们识别出高度相关的细菌时,这就告诉我们爆发了。它并没有告诉我们是什么引起了爆发。传统上,人们会进入电子健康记录,四处搜寻。但传统上主要是寻找在同一护理诊所同时发生的群集。我们知道这漏掉了很多疫情。所以,我们研究电子健康记录的原因基本上是为了确定导致疫情爆发的传播途径,这是通过测序确定的。
史蒂文樱桃因此,算法会寻找一些东西,比如两个病人在医院病床上的距离,或者他们是否都使用了相同的设备,或者是同一名医生或护士治疗他们。所以,所有这些信息都在电子健康记录中,还是由算法推断出来的?
李哈里森这些信息都在电子健康记录中。EDS-HAT的一个非常重要的事情是,这与你调查一个社区爆发的情况相反,比如沙门氏菌。如果你试图找出沙门氏菌爆发的传播途径,你必须追踪病人,希望他们会接电话,希望他们记得他们在哪里接触到沙门氏菌。因此,弄清楚如何在社区中传播是非常困难的。
在医院,所有的流行病学都可以在电子健康记录中找到:他们在哪里,什么时候在那里,他们通过室友接触过谁,或者他们的医疗保健提供者是谁。重要的是,对他们做的任何手术。所以,当医院做手术时,他们需要得到报酬。所以,他们很快就在电子健康记录中输入了收费代码。因此,我们可以利用所有这些信息来说,‘让我们以10名患者为例,通过全基因组测序监测来定义假设的爆发。让我们将他们与医院里的所有其他患者进行比较,看看在爆发疫情的病例中,与其他患者相比,哪些接触更常见。”这就是数据挖掘的工作方式,并确定那些可能导致这些爆发的暴露。
史蒂文樱桃我们正在采访李·哈里森博士。当我们回来的时候,我们会讨论更多关于电子健康记录的数据挖掘以及目前正在肆虐整个星球的传染病。
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今天回来的嘉宾是匹兹堡大学医学中心的李·哈里森博士。
史蒂文樱桃李,在这一点上,我应该透露一下,我和匹兹堡大学有自己的联系。我在那里教书,虽然不是在医疗中心;我在英语系,但我的初级保健医生是UPMC的医生,去年我在UPMC的一家医院治疗肾结石,所以我想我在所有这些工作中都有自己的利害关系。
李哈里森知道这个很有趣。
史蒂文樱桃那么这个系统是否包含了比大多数医院现有的更多的电子健康记录信息呢?或者大多数医院可以马上开始这样做?
李哈里森是的。我的意思是,EDS-HAT的美妙之处在于我们正在挖掘基本上所有电子健康记录中存在的数据元素。因此,我们认为,在UPMC之外扩展的潜力是巨大的。
史蒂文樱桃这些对病人的隐私没有特别的影响吗?
李哈里森我的意思是,无论何时你访问医疗数据,你都必须非常认真地对待这些数据。我们是感染预防团队的一员,因此我们可以访问电子健康记录,这是我们为医院感染预防做出的贡献的一部分。但无论何时处理电子健康记录数据,都必须非常了解涉及患者数据的规定。
史蒂文樱桃医生和护士是否有额外的负担?我的意思是,就像你说的,这使用的信息基本上总是在健康记录开始。我的意思是,我的理解是这些电子健康记录有一点干扰性,或者至少医生和护士有时讨厌它们干扰了他们与病人的关系,这占用了他们大量的时间,他们本可以以其他方式投入到病人身上。
李哈里森我认为这是另一个问题。是的。因此,在输入数据和电子健康记录所需的时间方面存在一些阻力。我有不同的看法。我记得有一个时代,我还在手写笔记。我的笔迹难以辨认。通常情况下,我和一群传染病研究员、住院医生和医科学生一起查房,他们不得不站在旁边看着我写这张难以辨认的纸条。这太浪费时间了。所以在我看来,现在更有效了,我们可以对每个人进行咨询,然后——无论是在我的办公室还是晚上在家里——我可以把我看的任何传染病病人的会诊记录放在里面。
有一些缺点,但在我看来,这对我们照顾病人的方式是一个很大的改善,特别是因为,你知道,我们过去常常在医院里四处闲逛,试图找到一个病人的病历。现在你可以在任何地方看到病人的病历。所以,这也有缺点,但我认为这对我们照顾病人的方式有很大的改善。
史蒂文樱桃让我们来总结一下这个系统是如何实际使用的……当你检测到病毒爆发并进行这种机器学习接触追踪时。控制疫情的下一步是什么?
李哈里森首先,我们刚刚完成了EDS-HAT的几年验证——开发和验证。到目前为止,在我们医院,它在后台运行,有很长的滞后期。所以我们要等6到12个月才能对分离株进行测序。我们的想法是,我们可以将它与在后台运行与我们传统上在预防感染方面所做的事情进行比较。
现在我们已经证明EDS-HAT有可能真正显著改善患者的安全,我们现在正在将其转变为实时感染预防工具。但它的工作方式是你确定疫情爆发,你通过电子健康记录,你确定传播途径,然后我们与感染预防团队携手合作。因此,任何需要干预的情况,我们都会立即通知感染预防团队,以便他们开始适当的干预。这取决于我们所确定的传播途径。
史蒂文樱桃如果传播途径被认为是使用同一种设备的人,那该如何工作呢?
李哈里森是的,这是个很好的例子。因此,我们在这项为期两年的回顾性分析中发现的疫情之一是由受污染的胃镜引起的非常严重的感染。当机器学习告诉我们胃镜是可能的传播途径时,我们手动查看电子健康记录,说,这有多可信?在这种情况下,患者从同一胃镜胃造口术。我们也有其他基因证据,事实上,它是爆发的原因。所以,底线是你基本上把胃镜从流通中移除,找出它导致爆发的原因。在这样一个设备的情况下,干预基本上是100%有效的。你只要停止使用那个设备。
史蒂文樱桃如果我们碰巧遭遇一场百年一遇的大流行,这样的系统是否有特别的潜在好处?
李哈里森嗯,我的意思是,与大流行分开。我的意思是,我们所展示的是,通过识别. ...,这有可能真正提高患者的安全在我们的分析中,最引人注目的是,我们发现了一些非常严重的疫情,而这些疫情是传统方法无法识别的。对我来说,这是最惊人的事实。
疫情爆发了它发生在介入放射学,已经持续了至少一年,我们不知道什么时候开始的。它肯定不是传统方法识别出来的。而且,你知道,它使我们能够立即干预并阻止疫情爆发。这就是EDS-HAT的价值所在。我们发现的另一件事是它有可能为医院节省资金。
我对这个结果感到惊讶,但仔细想想,全基因组测序相对便宜。而我们可以预防的这些感染是非常非常昂贵的。所以你不需要防止很多感染来支付系统运行的所有成本。我们估计,在两年的时间里,我们可以为UPMC节省近20万美元到近70万美元。
但我不明白你问的有关疫情与疫情关系的问题。
史蒂文樱桃我只是想知道新冠病毒是否会在医院内传播。
李哈里森这是个好问题。所以在…传统的EDS-HAT用于细菌感染。当我在我们医院的传染病住院咨询服务时,我注意到,例如,你知道,你有…一个病人在医院住了三个月突然患上了呼吸综合征。你测试了他们,他们的流感呈阳性。现在,你知道,事实上,他们在医院感染了流感,因为他们在医院呆了很长时间。所以,在大流行开始之前,我们刚刚开始研究将EDS-HAT扩展到呼吸道病毒。然后当大流行来袭时,我们迅速转向测序,不仅是流感,还有SARS-CoV-2。你的问题的答案是肯定的,有价值。 There is evidence for transmission of SARS-CoV-2, just like other respiratory viruses, in the hospital. We’ve shown that whole-genome sequencing can tell you how transmission of COVID and other respiratory illnesses is occurring in hospitals.
史蒂文樱桃所以,你知道,如果假设,一个地区的每一家医院都在使用这个系统,它是否有可能取代一些人类接触追踪,并使它更有效?
李哈里森是的,这是个好问题。因此,我们通过EDS-HAT发现的是,电子健康记录的数据挖掘可以帮助我们识别传统EHR审查很难识别的传输路径。但我们也发现,通常数据挖掘的结果基本上会给我们一个可能的传播路线的列表或排名,这确实需要一些人工审查,以确定我们所得到的各种传播路线的合理性。所以我认为数据挖掘是一个巨大的创新和进步。但我不认为它不需要一些人为干预来找出最好的——最有可能的传播途径。然后再决定该怎么做。
史蒂文樱桃如果我能问你另一个问题,或多或少与这个新系统无关,在百年一遇的大流行中,人们很容易忘记其他疾病和其他疫苗。最近,英国进行了针对B型脑膜炎疫苗的真实测试,这是首次针对儿童的大规模测试。你和别人合写了一篇关于疫苗的社论新英格兰医学杂志.显然,这是一种极其危险的疾病。该论文的一位作者被引述说,这是“最快、最恶性的感染之一。孩子可能早上打喷嚏,晚上就死了,即使他们去了医院。”你是否担心疫苗正在变得政治化和被拒绝,即使我们似乎正在进入一个为古老但仍然可怕的疾病开发新疫苗的黄金时代?
李哈里森是的,这是个好问题。我认为疫苗政治化既不合理,也非常危险。因为我们现在在COVID大流行中看到的是,你的政治信仰在某种程度上与你是否接种疫苗有关。我们所看到的是,这导致了许多不必要的疾病和COVID死亡。我希望我们能在某种程度上克服这个问题因为从公共卫生的角度来看,这是非常非常令人担忧的,这不仅是个人不接种疫苗的风险,而且你看到了在美国发生的Delta变种。我们仍在经历一场毁灭性的大流行,每天有近1200人死于COVID,其中大多数都可以通过非常、非常安全有效的疫苗来预防。
史蒂文樱桃李,我认为任何时候一项新技术,或者三种不同的技术结合在一起,都可以改变我们一个世纪以来的做事方式,这是一个非常令人兴奋的发展。感谢您在提高医院安全方面发挥的作用,感谢您今天参加我们的会议。
李哈里森谢谢你邀请我,史蒂夫。这真是我的荣幸。
本期《修复未来》由亚博真人yabo.at杂志,由COMSOL他是数学建模软件的制造商,也是数学建模软件的长期支持者亚博真人yabo.at作为一种与工程师联系和沟通的方式。
亚博真人yabo.at是美国电气和电子工程师学会的会员杂志,该学会是一个致力于为人类造福而发展技术的专业组织。
本次采访于2021年12月9日通过Zoom在Adobe Audition上录制,并在Audacity中编辑。我们的主题音乐是查德·克劳奇。
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“修复未来”,我是史蒂文樱桃.