什么是数字药物,它如何帮助治疗ADHD和孤独症患儿? | 专访数药智能

什么是数字药物,它如何帮助治疗ADHD和孤独症患儿? | 专访数药智能
2024年03月25日 10:00 航通社

作为普通用户,我无法接触这款软件吗?

文 / 书航 2024.1.26

在采访中,数药智能多次强调,它们开发的产品不是游戏。

数药智能的“注意力强化训练软件”,是基于双任务训练的范式,能够提升ADHD(俗称“多动症”)患者的注意力,达到治疗目的的一款严肃的数字药物。

基于循证医学的基础,专数达®《注意力强化训练软件》同步进行连续导航和信号检测等认知训练任务,持续改善训练者注意力功能的转移、选择、以及抑制控制功能,从而达到改善注意缺陷与多动冲动。在此双任务模式在干预过程中,能明显提升儿童的专注力。 

相对于实体药物等传统方式,数字药物的获益会更大,不仅副作用相对较小且患儿的依从性也会更佳。医生会根据患儿情况进行评估后开具处方进行使用,疗效更具保障。

目前,这款产品已经取得医疗器械注册证,并在国内医疗机构中使用。而另一款名为“AI星河”的产品也已上市,是面向孤独症(俗称“自闭症”)患儿,以AI与VR结合改善社会交往、兼顾认知、语言、技能等各维度的训练产品。

基于团队在以往游戏交互开发和专业医疗知识方面的经验,一些独特的技术保证了产品的疗效: 

  • 自适应产品可以根据患者或用户的实际能力水平进行调整,以适应不同时间、场景和情景下的表现。

  • 虚拟现实可以创造社交场景、提高小朋友的参与度和主动性。

  • 去年开始,团队将大模型的处理方式引入到已有的AI人机交互等方面。

  • 此外,头戴设备也开始配备传感器,监测数据作为下一步训练的基础。

这些“数字药物”有多少患者在实际使用,又是否可以兼顾社会效益和经济效益呢?请看Q对数药智能科学研究院产品负责人付博的采访。

付博博士的专业背景是神经生物学,来自复旦大学脑科学研究院,一直致力于脑科学疾病的相关研究,也有一定的医疗软件行业经验。目前,他主要负责孤独症相关产品的研发工作。

严肃的医疗器械  

Q:注意力强化训练软件这款产品是基于Android的吗?它不需要申请游戏版号,也不会在应用市场上架对吗?作为普通用户,我无法接触这款软件吗?

我们的产品适用于安卓和iOS。使用场景主要在医院,需要医生处方,类似看病配药。目前是作为专业医疗器械使用,未来可能考虑普通用户的需求。

我们认为这些产品更像是大型人机交互的干预型软件。它们的外表看似游戏,但实际上是基于复杂算法和医学知识转换出来的产品。

产品形态更类似于所谓的严肃游戏。它们看起来与普通游戏相似,但基于医学知识。这些产品的载体是软件或游戏,主要用途是用于患者的诊断或康复训练,这是它们与普通游戏的主要区别。

我们的产品不仅提供行为干预,还具备监测功能。正在开发的与VR头盔结合的数据采集模块,可以监测儿童的脑电波和眼动情况。眼动很重要,因为在社交沟通中,视觉对视和共同注意是基本的互动形式。对于孤独症儿童而言,这方面存在一定困难。我们的训练可以同时通过眼动监测他们的视觉沟通能力,通过脑电监测他们的情绪控制能力,以及其他方面的能力,比如人机交互和身体动作。

我们已经为ADHD产品取得了医疗器械注册证,目前陆续进入医疗机构,之后医生将能以处方形式开具给患者。我们有开发其他疾病线的产品,但目前还未获得认证。数字药物虽成分不同,但其指导原则与传统药物相近。针对不同功能缺陷,需设计不同任务范式及康复训练。

Q:作为非药物、非实体器械的产品,为何只用软件就可以产生实际的治疗效果?与市面上其它声称可以提高注意力的软件有什么区别?

它们虽然不是传统化学药物,但可以看作是一种数字药物。我们的产品能够提升患者的注意力,针对核心症状进行干预。由于改善症状,提升能力有实际效果,因此被视为一种药物。

我们的研发机制基于大量科研文献,有专业博士团队和理论基础。我们的产品是双任务模式,而市面上游戏多为单任务。双任务训练范式有医学研究和文献支持,能明确提升使用者的专注力水平。

市面上游戏对认知功能或许有提升效果,但缺乏严谨的验证。我们产品基于医学研究,针对注意力缺陷,经过大规模临床验证,确保有效性和安全性,这是我们与其他产品的主要区别。

Q:那么像实体药物一样,这些数字药物是否也有副作用?是否需要医生处方,并由家长决定使用时长和方式?对普通人是否也有类似“有病治病,无病强身”的效果?

传统化学药物确实存在副作用。数字药物之所以受欢迎,部分原因是它们相对较少的副作用。尽管可能存在成瘾或轻微副作用的风险,但其益处通常更为显著。

关于使用剂量和疗程,这些由医生决定。我们的产品也是以医生的处方形式提供,有明确的使用时长和疗程。

临床试验表明,产品对未确诊的孩子也有一定效果。但由于产品定位为医疗器械,我们建议在医生确诊后使用。

Q:关于获得认证的考量,安全性还是有效性方面的挑战更大?

安全性和有效性都是官方机构审核的关键点。数字药物的安全性相对容易核验。有效性方面,要求产品内容明确有效,临床实验设计合理,科研能力和临床水平高。只有在内容有效且设计合理的情况下,才能通过长期临床实验获得认证。

Q:有之前申请医疗器械的成功经验,AI星河的三期试验会不会走得更快一些?

产品分类界定为三类医疗器械,所以整体流程时间会比二类器械长。此外,这款产品的病种比多动症复杂得多。

我们引入了一些人机交互的AI技术,它的技术相对较新,如果AI算法和基础创新性较为前沿,那么它会被归类为更高等级,同时也意味着在整个研发过程中可能面临更高的成本。

我们注意到其他厂商有通过微信小游戏平台上架的普适性游戏,帮助孤独症儿童训练一些基本的社会规则。由于这些游戏对疗效的要求不太严格,所以可以直接上架。您对此有何看法?

我们的企业定位是创新型医疗器械公司,或者说数字医疗公司。因此,无论是产品管线的设置还是未来的商业化,我们都严格按照医药公司的模式进行。

这意味着,无论是产品早期的开发研究,还是后期的临床部分,我们都会进行非常严谨的验证过程。我们的产品基于循证医学,结合了新技术。因此,我们的整体做法是非常严谨的。

您提到的那种小游戏和小训练,如果没有临床实验流程,那么这些产品的有效性存疑。我认为它们与我们的产品不属于同一类别,所以无法发表看法。

认识ADHD与孤独症

Q:对于孤独症较严重的孩子,在普通中小学班级中与老师和同学相处时,可能对他人和自己造成的最大影响是什么?

遗憾的是,大多数患有孤独症的孩子可能无法进入普通学校就读。许多孩子可能在家里、医院的康复科或特殊教育机构接受行为干预和康复训练。但也有一部分孩子的康复情况较好,能够融入普通学校,并在不干扰其他孩子学业的情况下随班就读。这些孩子在与同学的沟通中可能会遇到各种障碍,如社交互动困难或无法融入集体生活,这些都是非常明显的问题。

Q:这些孩子是否完全不与他人交谈,或者说话没有条理,或者存在其他明显不同于其他孩子的问题,可能导致遭受霸凌等问题?

实际上,孤独症谱系障碍的情况多种多样,每个孩子都有不同的特点和问题。其核心问题是社交沟通障碍,在交互过程中会遇到许多问题。您提到的各种问题在不同孩子身上都可能出现。医生的诊断通常是通过量表等方式进行的。

Q:关于ADHD治疗目标和方法,是否类似于身体锻炼,激活大脑某些部位的连接?孤独症治疗目标是否类似,但激活大脑的不同区域?

是的。对于注意力缺陷的孩子,通过多任务训练提升注意力。孤独症患儿以社交沟通障碍为核心,我们通过行为干预强化训练他们的社交沟通能力。

Q:使用您的产品治疗的过程中,如果女孩子在传统观点看来不太喜欢玩游戏,这是否会对效果造成一定的影响?

这主要取决于患病群体的特性。实际上,不论是男孩还是女孩,关键在于他们能否严格按照医生的指导使用这种数字疗法。

我了解到,在某医院的临床试验中,由于游戏设计不够适合女性角色,约有2%到3%的女性患者可能会中途放弃。此外,随着孩子进入初中阶段,他们的学习负担增加,可用于治疗的时间减少,家长可能更倾向于药物治疗。

对此,我们的数字疗法不是与药物治疗竞争,而是根据医生的处方和患者的具体情况来决定。我们的产品在时间和效率上已经有显著提升,但我们还可以根据不同性别的使用特征,进一步优化自适应算法和内容。

开发过程

Q:孤独症项目“AI星河”最早立项时间是什么时候?大模型技术出现后,开发方向有何变化?

项目大约在2021年或2022年初立项。在大模型技术引入前,我们已在虚拟现实和AI人机交互方面有积累,应用于孤独症领域。

大模型技术成熟后,我们将其融入已有技术,加强孤独症儿童的社交沟通和语言对话训练,使其更个性化和智能化。

我们的评估不仅基于主观感受,而是根据实际应用和使用者反馈。我们发现大模型在智能化程度、专业水平、互动灵活度和人文程度上都有显著提升。包括专业知识内容、语言辅助、社会性鼓励、多轮对话能力等方面,均比传统AI有显著提高。 

Q:我们发现AI技术在游戏领域的应用非常广泛,从角色设计、配音、音乐到提高开发效率等。除了文本对话,您的产品中是否还应用了其他AI技术?

我们知道AI可以降本增效。不过目前主要还是应用在人机交互方面。我们的技术积累和专业团队在医学和特教领域深耕多年,这使得我们的产品要求较高。虽然理论上可以在原画生成和流程设计等方面应用AI,但这需要专业知识和时间。我们也进行了一些探索,比如AI配音和图文转换,但出于专业性和安全性考虑,目前尚未大规模应用。

当孩子提问时,虚拟老师的回答是通过大模型生成,并通过文本转语音工具实现的。我们接入的是国内的模型。我们测试了多个模型,包括国内外的,并进行了预训练、精调和应用测试。这个选择过程花费了几个月时间。我们认为在专业领域,最重要的是垂直领域的专业知识、预训练和精调过程。

在选择大模型时,由于我们的领域专业性较高,我们更注重模型在专业应用上的适用性。我们相信国内在大语言模型上的技术积累和发展潜力非常不错。我们尝试了包括一些高校和公司研发的模型。

Q:在测试过程中,您是否遇到了大模型幻觉的情况?如何确保对话内容始终安全?

我们的模型经过了大规模的预训练和精细调整(FINE-tune),因此出现这类问题的概率相对较低。算法的安全需要持续关注和重视。在整个应用过程中,我们有一套完整的算法安全评估、监测和审核机制。

除了幻觉问题外,我们还关注用户隐私和数据安全,在这方面有明确的规章制度和加密、安全存储等技术措施。孩子在使用时是通过云端访问大模型来获取结果,而不是在医院本地部署的。

Q:注意力强化训练软件开发完成后,是否一直在进行改进?如果是游戏,资料包更新相对简单,但作为医疗器械,每次改动是否都需要重新进行临床实验?

是的,医疗器械与游戏不同,每次升级和变动都需要接受监管部门的审批。我们的任何改动都需要提交给药监局审批,遵循严格的流程。

最初的审批过程是最复杂的部分,整个流程都需要完整走一遍。之后一旦流程建立起来,后续的操作就相对简单了。在临床试验这一块,我们已经有了一定的进展。如果是一些较小的变更,只需提交相应的材料,然后进行审核即可。 

Q:孤独症、阿尔兹海默症、抑郁症和儿童视力矫正等方面是目前功能游戏的热门领域。为什么大家所针对的疾病是这几个而不是其他的?未来是否还会涉及其他脑科学或心理问题的研究?

我们是根据我们的技术研发能力,和科研团队的优势来确定这几个方向的。我们与医学领域的合作伙伴紧密合作,充分发挥我们在技术、科学和医学上的优势。

至于未来的研究方向,由于医疗领域的产品开发需求严格的安全性和有效性验证,需要时间、技术和资金积累,所以还不能下定论。我们会逐步推进新方向的研究。

产品特性

Q:AI星河产品的适用年龄范围是?

我们的系统适用于5岁以上的儿童。最大适用年龄是15岁。不过,对于孤独症儿童来说,我们关注的是发育年龄,而不仅是生理年龄。即使是18岁,甚至成年后的孤独症患者,如果其发育年龄较小,他们也需要接受训练。

Q:该产品的界面和操作,是不是固定任务,可控,有评分的?例如孩子戴上VR眼镜后,他们会进入一个三维场景,如在餐厅与服务员对话。这种对话过程和范围,以及孩子们的预期回答,都是非开放式的吗?

您提出的问题非常好。实际上,我们的观点并非主观臆断,而是基于对大型模型构建及其在实际应用中的表现。特别是在孩子们实际使用后,我们发现这种语言模型在智能化程度、专业水平、互动灵活性以及人文关怀方面都有显著提升。这包括简单专业知识的传递、语言辅助、社会性鼓励等方面的专业引导,以及多轮对话能力。这些方面相比传统的AI有了显著进步。

孩子们的参与需要特定的场景、情境和人物来引发对话,并激发他们加入对话的动机。我们的虚拟现实主要作用是创造社交场景,让孩子自然融入社交沟通中。

在您提到的交互过程中,整体是可控的,因为我们的语言模型会理解孩子所处的环境,并有特定的设定。这种交互既是可控的,也是智能化的,还能根据每个孩子的个性化需求提供相应的反馈。我们还针对孩子的语言理解和表达能力,进行个性化的对话和训练。

在我们提到的两款产品中都有应用自适应概念,能够根据用户的实际能力水平进行调整。如果用户的能力或水平较高,难度会相应提高;反之,如果处于较低水平,我们会降低难度并提供辅助,使其更容易融入当前的难度梯度和训练水平。

Q:AI星河中内置了哪些场景?除了已公开的截图外,还有哪些主要场景?

我们的目标是尽可能覆盖生活中的场景。目前已有的场景包括学校、餐厅、操场、教室和图书馆等。未来我们还会添加乘坐公共交通、去超市购物等场景,甚至包括基本生活技能如如厕等。我们的目标是为孤独症儿童的康复训练提供高效、随时随地、高频率的辅助。

在互动中,真实感或沉浸感很重要。如果动画片仅是平面的或与现实相差甚远,那么可能会导致孩子们混淆虚拟与现实。他们可能在动画片中学习了某些技能,但在真实生活中却无法应用。

然而,我们的优势在于我们的VR技术提供了高度沉浸的体验,不是纯粹的旁观者视角。这种互动的智能化程度和沉浸感非常强,使孩子们更容易记住和巩固他们所学的技能。

Q:孩子从进入界面到退出的过程中,是否有明确的训练结束或成功的标志?游戏中是否存在输赢的概念?

我们没有传统游戏中的输赢概念。孩子戴上VR头显进入虚拟现实场景,主要任务是通过交互训练认知和社交沟通技能。完成后,系统会给予社会性奖励,即正性强化,帮助孩子更积极地参与训练,并认识到自己的行为是符合社会规则的。如果他们行为不当,我们会提供语言辅助和示范辅助,没有明显的输赢概念,而是正性强化和辅助指导。

Q:现在是否有研究表明,患有孤独症的孩子在理解和操作游戏场景时与其他孩子有何不同?如果孤独症孩子在使用手柄等操作方式上有差异,我们是否需要特别关注这一点?

这个问题可以从两方面来看。首先,在游戏设计过程中,我们必须考虑到孤独症儿童的特殊需求。他们的行为特征与典型发育的儿童确实存在差异,这是我们在设计和开发过程中必须时刻注意的。

其次,我们也不需要过分担心。实际应用中,大多数孤独症儿童能够理解和使用手柄来进行操作。但确实存在一部分儿童在肢体控制或理解能力上可能较弱。在这种情况下,我们可能需要提供特别的关照,例如使用跟踪技术或能够识别手势的手套或手环来帮助这些孩子。

商业模式

Q:目前已经上市的产品“注意力强化训练软件”,在合作的浙大儿童医院中已正式投入使用,并且医生可以开具处方进行销售。这个产品的定价是怎样的?

产品的定价大概在千元级别一个疗程。一个标准疗程大约是30天,每天需要进行25分钟左右的训练。

这方面可能受到一些医疗器械政策法规的限制,尤其是在产品定价和宣传方面。因此,我们通常不会主动宣传这些信息。

Q:大概有多少患者在使用?

我们已经通过多批次的临床实验,大约有300多例患者接受了治疗,其有效性已经得到了药监局的认可。所以,疗程的效果和已验证患者数量都是公开的。临床实验需要医生开具处方,患者就诊、确诊和处方过程是标准化的,同时也是双盲实验。

我们的产品获批之后,由于医疗器械的特性,需要走一个较为严格和耗时的流程。目前我们正在进行这一流程。由于浙大是我们的直接临床合作医院,他们对我们的产品更熟悉,也更了解使用方法,有助于加快流程。

Q:是否有真正投入商业使用和产生收入的时间表?

目前,我们已经在互联网医院渠道开出了一些处方,并且得到了良好的反馈。互联网渠道相当于是先行步骤。一旦互联网医院的医生确诊,就可以开具处方,然后由家长负责监督患者的使用。随着商业化的推进,我们可能会扩展到更多医院。

Q:那这个产品将来会进入医保吗?

对于医疗行业的从业公司和从业者来说,进入医保是一个共同愿景。这需要一个过程,首先通过普通处方,然后逐步推广。虽然产品的安全性和有效性已经得到了药监部门的认可,但它在医疗层面、家长层面以及大众的接受程度都需要时间。

Q:你们的母公司世纪华通希望为数字疗法提供平台,是基于它确实有利可图,还是更多关注企业形象和ESG?

华通一直关注儿童身心健康发展,这是我们理解的企业方向。他们对身心健康和脑神经健康,以及整个脑健康领域的关注和投入是其基石。

同时,公司拥有技术和资金基础,允许在这方面进行探索。华通与浙大联合成立双脑研究中心,进行科研医学合作。 

此外,脑健康和数字疗法领域有潜力填补传统医疗器械的空缺,这当然也会带来商业价值。

所以,主要是三点:社会责任、技术和资金积累、以及良好的商业前景。

Q:目前在研产品的潜在用户群体有多大?考虑到产品的实际接受度、适用性以及家长的认知等因素,您预计它们在整个市场中的市场份额和营收规模是多少?

我认为一个核心问题是潜在用户的数量。以ADHD为例,在国内,其发病率大约是6%到7%。提及这个比例,就能大致了解其潜在用户规模。

至于ASD(自闭症谱系障碍),国家正在逐步增加对此疾病的重视,主要因为它给家庭和社会带来巨大负担。几乎每个患有ASD的孩子都需要一个成年人长期照顾。孤独症目前的发病率保守估计约为1%。所以,即使是青少年和儿童,其实数量也超过300万。

随着社会老龄化,患有阿尔茨海默症的群体也非常庞大,应受到社会、家庭和社区的重视。另外,我们还有脑电监测产品,覆盖睡眠障碍等多个应用场景。

总而言之,潜在用户数量非常庞大。

Q:目前大部分产品还处于研发阶段。关于公司如何进行商业化,以及自负盈亏的预期,您有何看法?

我们也在推进其他产品线的研发。目前的三个产品线离稳定产生现金流还有一段距离。至于是否能在2024年实现盈亏平衡,具体还得看市场反馈及商业化进程。

我们的产品在相应领域都处于前沿,从技术、研发实力以及商业化能力等方面来看,我们都有较好的积累,所以比较有信心。

我们在推进过程中会考虑消费级产品。比如孤独症领域,除了医院康复科,还有特教学校的应用,我们后续可能会考虑。至于纯家长使用的版本,可能是下一步。我们首先会看前两者哪个应用更好,之后再考虑。这可能是后续的事情,因为需要长期验证有效性。

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