門(mén)診導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的應(yīng)用及探索

徐冬

摘? ?要：在門(mén)診服務(wù)臺(tái)部署導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人，開(kāi)展導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的研究及應(yīng)用，通過(guò)構(gòu)建導(dǎo)醫(yī)知識(shí)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)體系，不斷訓(xùn)練和提升導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人能力，探索導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的最佳應(yīng)用場(chǎng)景，嘗試導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人替代人工服務(wù)的可行性。中國(guó)科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院經(jīng)過(guò)近1年的實(shí)踐，使導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人回答問(wèn)題準(zhǔn)確率達(dá)90%以上，目前已開(kāi)始嘗試在周日用導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人替代護(hù)士導(dǎo)診。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人;人工智能;語(yǔ)音識(shí)別;語(yǔ)義理解

中圖分類(lèi)號(hào)：TP181? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.01.010

文章編號(hào)：1006-1959（2018）01-0028-03

Application and Exploration of Outpatient Medical Robot

XU Dong

（Information Center，the First Affiliated Hospital，University of Science and Technology of China，Hefei 230001，Anhui，China）

Abstract：To deploy medical robots at the outpatient service desk， to carry out the research and application of medical robots， to build a standard system of medical knowledge bases， to continuously train and enhance the ability of guiding medical robots， to explore the best application scenarios of medical robots， and to try to guide medical robots. The feasibility of replacing manual services. After nearly one year of practice， the First Affiliated Hospital of University of Science and Technology of China has enabled the medical robot to answer more than 90% of the questions. At present， it has begun to try to replace the nurses with medical guide robots on Sunday.

Key words：Guided medical robot;Artificial intelligence;Speech recognition;Semantic understanding

近年來(lái)，人工智能、智慧醫(yī)療成為醫(yī)療行業(yè)的熱點(diǎn)，推動(dòng)著醫(yī)療信息化向更高的目標(biāo)發(fā)展，2016年6月，中國(guó)科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院與合作方共建“醫(yī)學(xué)人工智能聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，基于該平臺(tái)，開(kāi)展了一系列人工智能的研究及應(yīng)用工作。導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人在門(mén)診導(dǎo)診、分診場(chǎng)景下的應(yīng)用具有很好應(yīng)用前景，國(guó)內(nèi)一些醫(yī)療機(jī)構(gòu)開(kāi)始開(kāi)展相關(guān)的研究及應(yīng)用工作，智能導(dǎo)診機(jī)器人在減輕護(hù)士及導(dǎo)醫(yī)人員工作壓力的同時(shí)，更滿(mǎn)足了患者的就醫(yī)需求，還確保了診區(qū)及診室接診環(huán)境的安靜有序[1]。本文主要分享導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人在日均門(mén)診量超過(guò)10000人次的門(mén)診場(chǎng)景下，參與導(dǎo)診、導(dǎo)醫(yī)服務(wù)的應(yīng)用效果及其能力不斷提升的過(guò)程，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了分析。

1導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人研究及應(yīng)用

自2016年8月，中國(guó)科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院在門(mén)診陸續(xù)分區(qū)域部署了10臺(tái)導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人，其中5臺(tái)集中部署于門(mén)診部一樓大廳服務(wù)臺(tái)附近，主要用于導(dǎo)診、分診，由門(mén)診部、信息中心及合作方共同組成團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展相關(guān)研究和應(yīng)用工作。

1.1導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人研究? 導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人屬于醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人[2]，也有研究者稱(chēng)其為智能導(dǎo)診服務(wù)機(jī)器人[3]，我們認(rèn)為，導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人基于智能語(yǔ)音技術(shù)[4]和自然語(yǔ)言理解技術(shù)[5]，通過(guò)與患者的語(yǔ)音交互完成院內(nèi)的智能分診、導(dǎo)診、智能指引和癥狀問(wèn)詢(xún)等常見(jiàn)導(dǎo)診服務(wù)，由四塊體系構(gòu)成，即機(jī)器人本體[6]、認(rèn)知智能平臺(tái)[7]、知識(shí)庫(kù)體系和醫(yī)院信息系統(tǒng)體系，見(jiàn)表1。

1.1.1機(jī)器人本體? 高145 cm，約40 kg，顏色（灰白/紫白/定制），材料（ABS塑料），電池（動(dòng)力鋰電池），顯示屏（13.3英寸、高清、多點(diǎn)觸摸），攝像頭（頭部1300萬(wàn)像素?cái)z像頭、顯示屏上方500萬(wàn)像素?cái)z像頭、3D體感攝像頭），喇叭（雙聲道立體聲、功率：5 W×2），傳感器（6+0MIC陣列/溫濕度傳感器），工業(yè)定制底盤(pán)，自由度（DOF）[頭部：2 DOF，手臂：3 DOF×2（F/R）]，操作系統(tǒng)（Android4.4），網(wǎng)絡(luò)（WiFi 2.4/5.0），運(yùn)動(dòng)速度≤0.6 m/s。

1.1.2認(rèn)知智能平臺(tái)? 智能控制系統(tǒng)、運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)、綜合決策系統(tǒng)、智能感知系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，分別實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音合成、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)義理解、人臉識(shí)別、麥克風(fēng)陣列功能。

1.1.3知識(shí)庫(kù)體系? 醫(yī)院信息知識(shí)庫(kù)、導(dǎo)醫(yī)知識(shí)庫(kù)、預(yù)約掛號(hào)知識(shí)庫(kù)、專(zhuān)科知識(shí)庫(kù)、科普知識(shí)庫(kù)、其它知識(shí)庫(kù)。

1.1.4醫(yī)院信息系統(tǒng)體系? 預(yù)約掛號(hào)系統(tǒng)、醫(yī)院信息系統(tǒng)、電子病歷、電子醫(yī)囑、分診導(dǎo)診系統(tǒng)等。

1.2導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人應(yīng)用? 自2017年8月19日在中國(guó)科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院門(mén)診部正式部署導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人以來(lái)，目前單臺(tái)機(jī)器人日均交互量1000人次左右（圖1），支持48個(gè)科室排班查詢(xún)，766個(gè)地點(diǎn)導(dǎo)航，367個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題的詢(xún)問(wèn)及1400個(gè)疾病或癥狀掛號(hào)提示等，回答問(wèn)題的正確率可達(dá)到90%以上。

我們把導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人在醫(yī)院的應(yīng)用分為三個(gè)階段，即人機(jī)階段、機(jī)人階段和機(jī)器人階段。所謂人機(jī)階段，即以人工導(dǎo)醫(yī)，機(jī)器人學(xué)習(xí)、訓(xùn)練為主。獲取導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人交互數(shù)據(jù)的方法[8]：導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人具備存儲(chǔ)和記憶功能，工作人員可調(diào)取人機(jī)對(duì)話的錄音，聽(tīng)取患者的問(wèn)題以及詢(xún)問(wèn)次數(shù)，同時(shí)從后臺(tái)獲取患者在機(jī)器人界面點(diǎn)擊查詢(xún)的內(nèi)容和頻次。在此階段，我們每周從系統(tǒng)導(dǎo)出機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)交互的內(nèi)容，進(jìn)行梳理、分析和標(biāo)準(zhǔn)化處理，再將結(jié)果導(dǎo)入機(jī)器人系統(tǒng)，不斷豐富導(dǎo)診知識(shí)庫(kù)體系，截止目前共修正問(wèn)題數(shù)據(jù)1551條，以不斷提升導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的能力。

所謂機(jī)人階段，即以機(jī)器人導(dǎo)醫(yī)為主，人工現(xiàn)場(chǎng)管理，讓機(jī)器人逐步獨(dú)立承擔(dān)現(xiàn)場(chǎng)導(dǎo)醫(yī)工作。2018年3月～6月中國(guó)科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院選擇在周日嘗試“無(wú)護(hù)士導(dǎo)診日”，利用4臺(tái)導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人進(jìn)行導(dǎo)診、分診，1名護(hù)士著便裝在現(xiàn)場(chǎng)管理和支持，已開(kāi)展9次。

所謂機(jī)器人階段，即機(jī)器人在無(wú)人值守的情況下為患者提供導(dǎo)醫(yī)服務(wù)，工作人員利用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行管理和協(xié)助，這是導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人在門(mén)診導(dǎo)診場(chǎng)景下取代人工的標(biāo)志性階段。

2導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人應(yīng)用效果評(píng)估

我們對(duì)中國(guó)科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院已開(kāi)展的9次“無(wú)護(hù)士導(dǎo)診日”的機(jī)器人導(dǎo)醫(yī)數(shù)據(jù)進(jìn)行了評(píng)估，最近一次2018年6月10日，系統(tǒng)記錄的4臺(tái)導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的交互總量為6961次，每臺(tái)導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的交互量分別為1910次、1768次、1559次、1724次，剔除其無(wú)效交互量（閑聊等），有效交互量45.38%。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交互的追蹤及交換內(nèi)容的分析，還需做以下改進(jìn)：①將啟動(dòng)使用按鈕、直接語(yǔ)音交互兩種方法結(jié)合，滿(mǎn)足不同用戶(hù)習(xí)慣。如：取消喚醒頁(yè)面語(yǔ)音喚醒功能，語(yǔ)音直接跳轉(zhuǎn)使用。②優(yōu)化業(yè)務(wù)范圍及業(yè)務(wù)答案。如：患者說(shuō)我已經(jīng)預(yù)約過(guò)號(hào)了，直接給出下一步就診流程提示，而不是回答如何預(yù)約。③專(zhuān)家介紹等頁(yè)面增加返回上一頁(yè)按鈕。④增加現(xiàn)場(chǎng)方位提示信息。⑤加強(qiáng)宣傳，開(kāi)展智能導(dǎo)醫(yī)的滿(mǎn)意度評(píng)估[9]，提升患者信任度。如：某患者問(wèn)“小孩說(shuō)話不清楚怎么辦”，機(jī)器人回答“請(qǐng)看口腔科”。患者不相信，后經(jīng)護(hù)士確認(rèn)為口腔科。⑥提升導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的自然語(yǔ)言理解能力，進(jìn)一步提高人機(jī)會(huì)話的準(zhǔn)確率。

3導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人應(yīng)用前景分析

目前中國(guó)科技大學(xué)附屬第一醫(yī)院在不斷打造線上線下相融合的智慧就醫(yī)[10]服務(wù)體系，線下的代表性就醫(yī)服務(wù)體系為已部署的208臺(tái)全功能自助機(jī)、180臺(tái)掃碼墩、50臺(tái)小設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了發(fā)卡、充值、掛號(hào)、預(yù)約掛號(hào)、扣費(fèi)、檢驗(yàn)、檢查報(bào)告打印、綜合查詢(xún)、就診簽到等功能，支持居民健康卡及電子健康卡的應(yīng)用，我們認(rèn)為導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人將成為智慧就醫(yī)服務(wù)體系中重要的入口。

通過(guò)近10個(gè)月的應(yīng)用和完善，導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人的功能已基本能滿(mǎn)足門(mén)診導(dǎo)醫(yī)的需要，但還需不斷提升降噪能力[11]及移動(dòng)導(dǎo)醫(yī)能力[12]，以適應(yīng)門(mén)診就診場(chǎng)景需要。同時(shí)，我們正將導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人導(dǎo)診、分診的功能向線上遷移，并進(jìn)一步增加智能隨訪、預(yù)問(wèn)診和診前病史采集等功能。

導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人也許能進(jìn)一步延伸服務(wù)至門(mén)診診區(qū)分診臺(tái)等更多的應(yīng)用場(chǎng)景，有效節(jié)省人力資源，提升服務(wù)水平、服務(wù)能力和服務(wù)效率。

4總結(jié)

以導(dǎo)醫(yī)機(jī)器人為代表的醫(yī)學(xué)人工智能技術(shù)，將會(huì)逐步深入到醫(yī)療的各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，并將助力智慧醫(yī)院建設(shè)，助力“互聯(lián)網(wǎng)”+醫(yī)療健康。雖然，目前仍存在很多問(wèn)題和困難，但未來(lái)已來(lái)，人工智能必將深刻影響乃至改變醫(yī)療生態(tài)，從而真正解決“看病難，看病貴”問(wèn)題。

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