基于決策模型的人工智能醫(yī)療行業(yè)治理措施研究

斯穎航 湯少梁

南京中醫(yī)藥大學(xué)衛(wèi)生經(jīng)濟管理學(xué)院，南京，210023

人工智能(Artificial Intellegece，AI)醫(yī)療行業(yè)是傳統(tǒng)醫(yī)療與現(xiàn)代科技相結(jié)合的新興行業(yè)，是人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用，如新藥研發(fā)、輔助疾病診斷、健康管理、醫(yī)學(xué)影像、臨床決策支持、醫(yī)院管理、便攜設(shè)備、康復(fù)醫(yī)療和生物醫(yī)學(xué)研究等[1]。據(jù)《2017年我國衛(wèi)生健康事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示,全國衛(wèi)生人員總數(shù)達1174.9萬人，全國醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)總診療人次達81.8億人次， 供給遠遠滿足不了需求。人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域上的運用可以大大降低成本和提高效率, 彌補醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)供需嚴重不平衡[2]。我國人工智能醫(yī)療行業(yè)發(fā)展?jié)撃芫薮?。然而作為新興行業(yè)，我國人工智能醫(yī)療行業(yè)發(fā)展面臨著諸多挑戰(zhàn)：如人工智能醫(yī)療發(fā)展所需要的醫(yī)療數(shù)據(jù)欠缺且質(zhì)量低；人工智能醫(yī)療的關(guān)鍵技術(shù)尚不成熟；嚴格的醫(yī)療器械監(jiān)管機制使企業(yè)的醫(yī)療產(chǎn)品化速度受到限制。此外，人工智能醫(yī)療企業(yè)還面臨醫(yī)療健康數(shù)據(jù)隱私保護等法律問題[3-4]。

本文旨在從政府、人工智能醫(yī)療企業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)三個主要行業(yè)參與者的視角，探討醫(yī)療行業(yè)的治理方案，為我國發(fā)展醫(yī)療行業(yè)提供參考。

1 人工智能醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的困境

雖然我國人工智能醫(yī)療市場前景廣闊，但因種種制約因素，行業(yè)的發(fā)展受到諸多阻礙，政府、醫(yī)療機構(gòu)、人工智能醫(yī)療企業(yè)三個行業(yè)主要參與者面臨諸多挑戰(zhàn)。

1.1 政府關(guān)于行業(yè)相應(yīng)政策法規(guī)不完善

制定醫(yī)療相關(guān)政策法規(guī)是政府規(guī)范醫(yī)療服務(wù)市場秩序的重要手段和方式，人工智能醫(yī)療作為新興行業(yè)，由于缺乏行業(yè)意識，發(fā)展的過程中沒有相關(guān)政策法規(guī)的指導(dǎo)，如目前醫(yī)保對接和人工智能醫(yī)療產(chǎn)品落地尚無相應(yīng)法律法規(guī)、倫理規(guī)范和政策體系保障。雖然國家規(guī)劃了人工智能的發(fā)展，但缺乏人工智能醫(yī)療行業(yè)相應(yīng)的政策。由于醫(yī)療行業(yè)的高度嚴謹性，內(nèi)容不明確、不細化，會嚴重阻礙人工智能醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展。

1.2 人工智能醫(yī)療企業(yè)無法獲取技術(shù)應(yīng)用與數(shù)據(jù)

人工智能技術(shù)與醫(yī)療行業(yè)結(jié)合是一個新興的領(lǐng)域，并不是所有人工智能企業(yè)都擅長將技術(shù)運用到醫(yī)療行業(yè)中。目前人工智能醫(yī)療市場以初創(chuàng)公司為主，雖然投資了大量的資金，但對人工智能技術(shù)與醫(yī)療行業(yè)結(jié)合的研究不夠，各自為營，沒有形成統(tǒng)一的發(fā)展模式，導(dǎo)致人工智能醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展動力不足。

AI醫(yī)療企業(yè)對機器的調(diào)試需要大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，產(chǎn)品應(yīng)用也需要與臨床數(shù)據(jù)相對接。由于沒有建設(shè)統(tǒng)一的醫(yī)療數(shù)據(jù)平臺，AI醫(yī)療企業(yè)獲取數(shù)據(jù)的渠道主要是與醫(yī)療機構(gòu)合作，但由于醫(yī)療數(shù)據(jù)的隱私性，在使用過程中有泄密的風險, 對個人隱私造成影響，帶來一系列法律和倫理問題。

1.3 醫(yī)療機構(gòu)的數(shù)據(jù)缺乏質(zhì)量安全

作為AI醫(yī)療發(fā)展的基石，有效的醫(yī)療數(shù)據(jù)“捉襟見肘”，使機器學(xué)習(xí)困難重重。醫(yī)療機構(gòu)的大數(shù)據(jù)一方面存在數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，如果醫(yī)生的診斷水平不足就會造成誤診，使數(shù)據(jù)失效。另一方面存在數(shù)據(jù)安全問題。由于醫(yī)療數(shù)據(jù)涉及到病人的醫(yī)療隱私，醫(yī)療機構(gòu)需要考慮AI醫(yī)療企業(yè)能否保證醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性。此外，許多醫(yī)療機構(gòu)還擔心人工智能醫(yī)療的發(fā)展會導(dǎo)致大量醫(yī)務(wù)人員失業(yè)，可能會抵制或消極對待人工智能醫(yī)療的發(fā)展。

2 治理決策分析

2.1 人工智能醫(yī)療行業(yè)的治理框架

當前國內(nèi)許多企業(yè)對人工智能醫(yī)療不斷注入資本，但人工智能技術(shù)與醫(yī)療的融合發(fā)展并不順利。人工智能醫(yī)療行業(yè)應(yīng)采取政府主導(dǎo)、AI醫(yī)療企業(yè)和醫(yī)療機構(gòu)多方參與的發(fā)展機制，發(fā)揮各參與方的作用。政府對人工智能醫(yī)療行業(yè)給予政策支持，醫(yī)療機構(gòu)提供醫(yī)療數(shù)據(jù)，人工智能醫(yī)療企業(yè)提供技術(shù)(圖1)。

圖1 行業(yè)發(fā)展機制框架

2.2 人工智能醫(yī)療行業(yè)參與者治理框架

人工智能醫(yī)療行業(yè)的治理的機制中，需要明確參與者各自的責任。三者相互制約，相互影響，發(fā)揮著不可或缺的作用(圖2)。

圖2 治理主體之間的關(guān)系

政府是人工智能醫(yī)療行業(yè)治理決策的主導(dǎo)者和環(huán)境的創(chuàng)造者。政策是人工智能醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的前提條件，政府通過制定相關(guān)政策管理其他參與者。AI醫(yī)療企業(yè)是人工智能醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的產(chǎn)物，在行業(yè)治理中，進行技術(shù)研發(fā)、數(shù)據(jù)分析等都應(yīng)遵守政府相關(guān)政策。AI醫(yī)療企業(yè)還需要與醫(yī)療機構(gòu)協(xié)作，解決醫(yī)療數(shù)據(jù)缺乏等問題，推動醫(yī)療產(chǎn)品的落地。醫(yī)療機構(gòu)作為醫(yī)療資源的提供者，關(guān)系到醫(yī)療數(shù)據(jù)的數(shù)量和質(zhì)量。與AI醫(yī)療企業(yè)協(xié)作，通過人工智能醫(yī)療產(chǎn)品可提高醫(yī)療機構(gòu)的醫(yī)療效率。醫(yī)療數(shù)據(jù)涉及患者的隱私安全，醫(yī)療機構(gòu)在為企業(yè)提供醫(yī)療數(shù)據(jù)的同時，應(yīng)接受到政府的管理。

行業(yè)的治理需要在治理機制下通過多方利益者之間的相互協(xié)作，才能達成目標。建立良好的治理機制，需要處理好政府、AI醫(yī)療企業(yè)和醫(yī)療機構(gòu)三者之間的利益關(guān)系。利益關(guān)系可通過建立相關(guān)模型進行分析。

2.3 決策模型

建立人工智能醫(yī)療行業(yè)治理機制需要各主體進行有效的決策。政府、AI醫(yī)療企業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)等都致力于尋求減少行業(yè)治理成本的方案，以實現(xiàn)利益最大化。

2.3.1 模型假設(shè)。假定人工智能醫(yī)療行業(yè)治理過程中以政府為主導(dǎo)，有N個AI醫(yī)療企業(yè)和醫(yī)療機構(gòu)參與。政府追求整個人工智能醫(yī)療行業(yè)治理的利益最大化，而各參與者則追求自身利益最大化。假定政府和各參與者所追求的利益都可量化，模型的假定應(yīng)符合以下條件。①各參與者都是理性人。②各參與者都期望人工智能醫(yī)療行業(yè)的健康長遠發(fā)展。③各參與者之間信息相互獨立。

2.3.2 決策模型。假設(shè)其他參與者的目標函數(shù)與政府相同，那么第i個參與者的目標函數(shù)為：

Min E [L(b,ε) |M]

L(b,ε) =L[b,r(ε)]=(R-b)2= RTR -2RTb +bTb

在該模型中，E表示期望值，即治理決策的最低成本。L為損失函數(shù)，指人工智能醫(yī)療行業(yè)的某一參與者為了治理時產(chǎn)生的成本費用，T 表示矩陣轉(zhuǎn)置。 b是指決策主體的具體行動方案，如政府的政策手段、企業(yè)的技術(shù)策略等。b0和bi分別代表政府和第i個行業(yè)主體的治理方案。每個決策主體的行動方案不一樣，因此用轉(zhuǎn)置矩陣形式代表b=(b0,b1…,bn)T。

ε是決策主體面對的行業(yè)狀態(tài)，如政策環(huán)境、市場環(huán)境等。一個決策主體面對的多個行業(yè)具體狀態(tài)可以用矩陣表示ε=(ε0, ε1…,εn)。

R=r(ε)是決策主體的行業(yè)觀察函數(shù)，即ε為自變量，R為因變量。表示面對人工智能醫(yī)療的困境，政府、AI醫(yī)療企業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)所觀察到的行業(yè)狀態(tài)不一樣，如政府觀察到缺少政策支持，AI醫(yī)療企業(yè)觀察到缺少數(shù)據(jù)與技術(shù)等。每個決策主體所觀察到的行業(yè)狀態(tài)不一樣，可以用轉(zhuǎn)置矩陣形式代表R=(r0(ε0),r1(ε1),…rn(εn))T。

Z=[zij] (i,j=0, 1…n)表示行動方案之間的關(guān)聯(lián)性，即Z代表了各決策主體之間進行治理方案的關(guān)聯(lián)系數(shù)。將目標函數(shù)進行一階求導(dǎo)，并使倒數(shù)等于0，得到如下式子：

求解式子中n+1個式子，可以得到滿足第i個參與者的目標函數(shù)最優(yōu)的治理方案。

明確了人工智能醫(yī)療行業(yè)各個參與者的目標函數(shù)后，當其他參與者的局部利益與整個人工智能醫(yī)療行業(yè)利益發(fā)生沖突時，政府應(yīng)進行宏觀調(diào)控。因此政府可建立綜合整體利益與局部利益的目標函數(shù)：

minE[P(b,ε)|M]=minE

將總體的目標函數(shù)進行一階求導(dǎo)，并使導(dǎo)數(shù)等于0，得到如下式子：

求解式子中n+1個式子，可以得到滿足政府和其他參與者總體目標最優(yōu)的治理方案。

隨著n的增大,即決策主體的增多，滿足整體利益最優(yōu)和局部利益最優(yōu)的行動方案會存在差異，即整體利益與局部利益之間會發(fā)生沖突[5]。

隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，參與到人工智能醫(yī)療中的AI醫(yī)療企業(yè)和醫(yī)療機構(gòu)會不斷增加，行業(yè)規(guī)模會不斷擴大。在進行治理時，政府和其他參與者之間也會發(fā)生利益沖突，政府可根據(jù)自身及其他參與者的目標函數(shù)，進行協(xié)調(diào)，以得到最優(yōu)行業(yè)綜合治理行動方案。政府在發(fā)揮主導(dǎo)作用的同時，也要調(diào)動各參與方的積極性。

3 治理措施

通過對決策模型分析，參與者在進行治理決策時會發(fā)生利益沖突，治理需要協(xié)調(diào)各參與者的利益，外部需要政府的扶持和監(jiān)督，內(nèi)部需要各AI企業(yè)的技術(shù)發(fā)展和醫(yī)療機構(gòu)的數(shù)據(jù)支持。

3.1 政府的職能

3.1.1 加大對人工智能醫(yī)療行業(yè)的扶持力度。政府的相關(guān)部門可在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上，了解人工智能醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析發(fā)展困境，制定適合行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的治理政策。政府作為行業(yè)的主導(dǎo)者，還應(yīng)加強對其他參與者的扶持力度，如對AI醫(yī)療企業(yè)的科技創(chuàng)新的財政投入，激發(fā)AI醫(yī)療企業(yè)的研發(fā)熱情，號召更多的行業(yè)潛在參與者加入，加速發(fā)展人工智能醫(yī)療行業(yè)。

3.1.2 加強對人工智能醫(yī)療行業(yè)的監(jiān)管。建立和完善行業(yè)監(jiān)管機制，凈化行業(yè)環(huán)境,努力為人工智能醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展營造良好的環(huán)境。如通過監(jiān)督醫(yī)療機構(gòu)的醫(yī)療數(shù)據(jù)庫和督促AI醫(yī)療企業(yè)建立醫(yī)療數(shù)據(jù)安全機制，加強對參與者的監(jiān)督，打擊利用醫(yī)療數(shù)據(jù)泄露患者隱私的行為。

3.1.3 樹立服務(wù)意識。政府不僅要扶持和監(jiān)督行業(yè)的發(fā)展，更要關(guān)心民眾對人工智能醫(yī)療行業(yè)的態(tài)度，解決關(guān)乎民眾利益的問題。政府部門應(yīng)明確AI在醫(yī)療健康領(lǐng)域的定位, 明確AI只是幫助醫(yī)生進行臨床診療, 方便患者獲得高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù), 醫(yī)生仍對診斷結(jié)果負主要責任[6]。加強對人工智能醫(yī)療的宣傳和知識普及，提高人們對人工智能醫(yī)療的了解，促進人工智能醫(yī)療的健康發(fā)展。政府還應(yīng)加快解決人工智能醫(yī)療行業(yè)中的醫(yī)保對接問題，維護好民眾們的切身利益。

3.2 企業(yè)的責任

3.2.1 加強人工智能醫(yī)療技術(shù)的研發(fā)。AI醫(yī)療企業(yè)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)應(yīng)遵守現(xiàn)有政策法規(guī)，將醫(yī)療行業(yè)的原則與人工智能技術(shù)相結(jié)合，積極開展相關(guān)技術(shù)的研究，推動我國人工智能醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展。AI醫(yī)療企業(yè)還應(yīng)關(guān)注行業(yè)最新動態(tài)，充分了解市場需求，及時調(diào)整相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)規(guī)劃。

3.2.2 加強與其他參與者的合作。AI醫(yī)療企業(yè)之間可以通過合作，取長補短，互通有無，共同應(yīng)對數(shù)據(jù)和技術(shù)問題。AI醫(yī)療企業(yè)與醫(yī)療機構(gòu)應(yīng)在遵紀守法的基礎(chǔ)上，建立醫(yī)療數(shù)據(jù)安全機制，研究數(shù)據(jù)脫敏技術(shù), 保障醫(yī)療數(shù)據(jù)可以實時、準確地流通, 避免數(shù)據(jù)的泄露，充分保證醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性[7]。

3.3 醫(yī)療機構(gòu)參與

3.3.1 加快建立優(yōu)質(zhì)的人工智能醫(yī)療數(shù)據(jù)庫。人工智能醫(yī)療需要大型醫(yī)療數(shù)據(jù)支撐，提供高質(zhì)量的醫(yī)療數(shù)據(jù)對于人工智能醫(yī)療行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。醫(yī)療機構(gòu)應(yīng)順應(yīng)人工智能醫(yī)療發(fā)展的潮流，在遵守相關(guān)政策法規(guī)的前提下，加強醫(yī)療數(shù)據(jù)的管理，建立醫(yī)療數(shù)據(jù)庫。應(yīng)加強對醫(yī)生的訓(xùn)練和提高醫(yī)生診療水平，提高數(shù)據(jù)的有效性。

3.3.2 樹立行業(yè)整體意識。醫(yī)療機構(gòu)是人工智能醫(yī)療行業(yè)不可或缺的一部分，應(yīng)加強其行業(yè)責任感，積極參與人工智能醫(yī)療的研發(fā)。加強與相關(guān)企業(yè)的合作，在確保醫(yī)療大數(shù)據(jù)安全的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的共享互通，加快人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。