人工智能背景下高等醫(yī)學(xué)教育的改革現(xiàn)狀與探究

王 艷 初 紅 梁靜靜 盧祖能 肖哲曼

武漢大學(xué)人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，湖北武漢 430060

醫(yī)學(xué)不僅是一門(mén)治愈疾病的學(xué)科，更是不斷與時(shí)俱進(jìn)的科學(xué)。人工智能領(lǐng)域的進(jìn)步，推動(dòng)著醫(yī)學(xué)衍生出更多的技術(shù)與創(chuàng)新?！叭斯ぶ悄?醫(yī)療”的新型醫(yī)學(xué)發(fā)展模式帶動(dòng)著相關(guān)分支學(xué)科層出不窮。信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為臨床醫(yī)療實(shí)踐的課題屢見(jiàn)不鮮。而在這新時(shí)代、新科技、新市場(chǎng)下，“人工智能+X”的教育模式應(yīng)運(yùn)而生。醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域中，“人工智能+醫(yī)療”復(fù)合型人才的需求使得國(guó)內(nèi)外人工智能人才市場(chǎng)被打開(kāi)。但國(guó)內(nèi)各大高校對(duì)于“人工智能+醫(yī)學(xué)”的復(fù)合型人才培養(yǎng)欠缺，導(dǎo)致了如今人才數(shù)量供不應(yīng)求的局面。如何將人工智能的個(gè)性化、智能化、即時(shí)性、開(kāi)放性融入醫(yī)學(xué)教育改革，推動(dòng)高校治理現(xiàn)代化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)醫(yī)療成為一大難點(diǎn)[1]。

1 人工智能時(shí)代的醫(yī)學(xué)發(fā)展

1.1 輔助醫(yī)療

“人工智能+輔助醫(yī)療”是目前運(yùn)用較為廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，可協(xié)助醫(yī)師進(jìn)行疾病識(shí)別、改進(jìn)臨床決策并開(kāi)展后期隨訪。其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)挖掘和圖像識(shí)別技術(shù)主要應(yīng)用于影像學(xué)讀圖和病理學(xué)閱片[2]。人工智能技術(shù)將眾多病例影像和病理標(biāo)本信息轉(zhuǎn)為云資源共享，進(jìn)行大數(shù)據(jù)整合，通過(guò)圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)患者影像學(xué)特點(diǎn)或病理切片進(jìn)行定量和定性分析，作出臨床診斷，提高醫(yī)師診療效率、精準(zhǔn)度[3]。但醫(yī)師仍需結(jié)合患者臨床特征來(lái)辯證看待人工智能算出的決策[4]。此外，人工智能系統(tǒng)可開(kāi)展自動(dòng)化、智能化的線上隨訪，詢問(wèn)患者預(yù)后情況，以最少的人力資源，收集最多的隨訪信息，極大地減少醫(yī)務(wù)人員的工作量，同時(shí)也節(jié)省患者來(lái)回奔波于醫(yī)院所花的精力[5]。

1.2 醫(yī)療機(jī)器人

自達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人問(wèn)世，手術(shù)機(jī)器人逐漸應(yīng)用于神經(jīng)外科、腫瘤外科等領(lǐng)域[6]。手術(shù)機(jī)器人集多項(xiàng)人工智能技術(shù)與醫(yī)療大數(shù)據(jù)于一體，其三維視野及操作靈活性實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)化醫(yī)療，使患者創(chuàng)傷達(dá)到最低，同時(shí)節(jié)省手術(shù)時(shí)間，緩解醫(yī)務(wù)人員手術(shù)疲勞。醫(yī)療機(jī)器人作為一種新興產(chǎn)業(yè)，受到國(guó)內(nèi)外醫(yī)療企業(yè)的極大重視?，F(xiàn)已相繼研發(fā)出用于胃腸道疾病輔助診斷的納米靶向機(jī)器人、智能靜脈輸液的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人和協(xié)助患者訓(xùn)練保健的康復(fù)機(jī)器人等高端機(jī)器人。但由于國(guó)內(nèi)關(guān)于手術(shù)機(jī)器人等醫(yī)療機(jī)器人的手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、法律和倫理問(wèn)題有待解決，其臨床應(yīng)用比較有限[7]。

1.3 智能健康管理

基于人工智能的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，智能健康管理系統(tǒng)可結(jié)合患者日常生活習(xí)慣、生命體征及生理指標(biāo)，對(duì)患者進(jìn)行冠心病、阿爾茨海默病等疾病的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并提出健康指導(dǎo)意見(jiàn)[8]。針對(duì)高血壓、糖尿病等慢性疾病，可通過(guò)人工智能技術(shù)開(kāi)展遠(yuǎn)程監(jiān)督及管理，實(shí)現(xiàn)個(gè)體的精準(zhǔn)管理，實(shí)現(xiàn)真正的家庭醫(yī)療[9]。尤其在新型冠狀病毒肺炎影響下的后疫情時(shí)代，基于這一技術(shù)，開(kāi)展網(wǎng)上康復(fù)培訓(xùn)教程，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)話等多種線上模式指導(dǎo)患者進(jìn)行簡(jiǎn)單且專業(yè)的康復(fù)訓(xùn)練，這對(duì)于廣大新型冠狀病毒肺炎痊愈患者的預(yù)后和功能重建有著重大意義，同時(shí)達(dá)到預(yù)防交叉感染的作用。

2 人工智能時(shí)代的醫(yī)學(xué)教育改革現(xiàn)狀

2.1 人工智能相關(guān)的醫(yī)學(xué)復(fù)合型人才需求量大

人工智能的發(fā)展為打開(kāi)國(guó)內(nèi)外人工智能醫(yī)療領(lǐng)域市場(chǎng)提供了重大機(jī)遇。2019 年一篇關(guān)于我國(guó)醫(yī)療行業(yè)對(duì)人工智能相關(guān)人才的需求分析中發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)各企業(yè)對(duì)于人工智能領(lǐng)域人才需求量大且待遇高[10]。而中國(guó)人工智能人才約5 萬(wàn)人，醫(yī)療領(lǐng)域少之又少。國(guó)內(nèi)醫(yī)療人工智能市場(chǎng)亟須人工智能相關(guān)的多學(xué)科復(fù)合型人才，并對(duì)于其學(xué)歷、工作經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)人工智能技術(shù)的理解有一定要求。國(guó)外的人工智能產(chǎn)業(yè)起步較早，走在人工智能前沿的頂尖企業(yè)很早便開(kāi)始招聘人工智能領(lǐng)域人才。人工智能領(lǐng)域市場(chǎng)中，擁有醫(yī)療和金融背景的人才需求度相對(duì)較高，而同時(shí)擁有多學(xué)科背景，具備數(shù)據(jù)分析與創(chuàng)新實(shí)踐能力的復(fù)合型人才成為了人工智能領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)型人才[11]。

2.2 人工智能醫(yī)學(xué)課程體系建設(shè)尚不完善

國(guó)內(nèi)人工智能醫(yī)學(xué)教育起步較晚，經(jīng)驗(yàn)不足，機(jī)械化、形式化嚴(yán)重，仍處于探索階段[1]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)各類學(xué)科陸續(xù)進(jìn)行人工智能融合的教育改革，開(kāi)設(shè)相關(guān)多元化課程，但面向醫(yī)學(xué)生的極少。國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)專業(yè)的人工智能通識(shí)課程教時(shí)嚴(yán)重缺乏、課程建設(shè)滯后等突出問(wèn)題導(dǎo)致醫(yī)學(xué)生普遍缺乏人工智能基礎(chǔ)知識(shí)[12]，且人工智能醫(yī)療復(fù)合型人才的培養(yǎng)定位不明確、培養(yǎng)方案不完善、創(chuàng)新實(shí)踐不重視、反饋機(jī)制不科學(xué)[13]。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于人工智能醫(yī)療人才的培養(yǎng)已形成自己獨(dú)特的課程體系和經(jīng)驗(yàn)。例如美國(guó)的斯坦福大學(xué)以“實(shí)用”為培養(yǎng)核心，根據(jù)市場(chǎng)需求和實(shí)踐要求，不斷進(jìn)行技術(shù)革新，貫徹以開(kāi)發(fā)為導(dǎo)向的人才培養(yǎng)，不僅設(shè)立人工智能中心嘗試將人工智能技術(shù)融入臨床，還開(kāi)設(shè)人工智能實(shí)驗(yàn)室，為師生打造頂尖的實(shí)踐平臺(tái)[14]。同時(shí)，美國(guó)各大高校通過(guò)校企聯(lián)合，精準(zhǔn)引進(jìn)高端企業(yè)人才，建設(shè)了一流的人才團(tuán)隊(duì)，形成了“以學(xué)生為中心”的個(gè)性化培養(yǎng)[15]。同樣為發(fā)達(dá)國(guó)家的日本針對(duì)各年齡階段學(xué)生制訂了人工智能相關(guān)的通識(shí)教育課程計(jì)劃，增加跨學(xué)科的綜合型人才培養(yǎng)，以“實(shí)踐+科研”為理念培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[16]。

2.3 人工智能輔助醫(yī)學(xué)教學(xué)需要普及

人工智能技術(shù)開(kāi)放了教育生產(chǎn)力，將教學(xué)活動(dòng)數(shù)據(jù)化、教學(xué)環(huán)境智慧化、教學(xué)評(píng)估智能化并做到人機(jī)常態(tài)化[17]。傳統(tǒng)的教學(xué)以理論教學(xué)為主導(dǎo)，而臨床操作大多在人體模型上進(jìn)行，缺乏在真人操作的實(shí)際場(chǎng)景。而人工智能的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，大大改善了這一不足。人工智能通過(guò)整合多種病歷數(shù)據(jù)，形成標(biāo)準(zhǔn)化虛擬患者，模擬診療過(guò)程，可供學(xué)生們進(jìn)行常規(guī)問(wèn)診，同時(shí)收集學(xué)生的教學(xué)反饋，提出新的教學(xué)意見(jiàn)[18]；其次，強(qiáng)大的圖像識(shí)別功能和教學(xué)資源，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)解剖、影像學(xué)等知識(shí)時(shí)，更加直觀、全面。甚至在技術(shù)允許下，醫(yī)院可提供虛擬培訓(xùn)室，模擬臨床真實(shí)場(chǎng)景，讓學(xué)生身臨其境[19]。訓(xùn)練者可同時(shí)結(jié)合人工智能及時(shí)科學(xué)地反饋，不斷改正所學(xué)不足，達(dá)到事半功倍的效果。

3 人工智能時(shí)代的醫(yī)學(xué)教育改革舉措

3.1 完善醫(yī)學(xué)教育改革頂層設(shè)計(jì)與政策

2017 年國(guó)務(wù)院印發(fā)的關(guān)于新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知中強(qiáng)調(diào)“面對(duì)新形勢(shì)、新需求，必須主動(dòng)求變應(yīng)變，牢牢把握人工智能發(fā)展的重大歷史機(jī)遇，將人工智能融入教育、醫(yī)療、養(yǎng)老等領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)公共服務(wù)的精準(zhǔn)化水平”。此后，國(guó)務(wù)院又發(fā)布促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見(jiàn)。教育部也陸續(xù)提出關(guān)于加強(qiáng)人工智能在各領(lǐng)域人才培養(yǎng)的措施。國(guó)家政策的大力支持和推動(dòng)為人工智能醫(yī)療復(fù)合型人才培養(yǎng)提供了重要保障?；谶@一契機(jī)，各大高校應(yīng)加快培養(yǎng)一流的交叉學(xué)科教師團(tuán)隊(duì)、建設(shè)跨學(xué)科交流平臺(tái)和創(chuàng)建多學(xué)科復(fù)合型實(shí)驗(yàn)體系[20]，在重視學(xué)生培養(yǎng)的同時(shí)，更要加強(qiáng)高校本身對(duì)于人工智能專業(yè)的建設(shè)和專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)。此外，各大高校可適當(dāng)增加醫(yī)學(xué)與人工智能的跨專業(yè)研究生招生，為復(fù)合型人才培養(yǎng)提供機(jī)遇。

3.2 人工智能帶動(dòng)“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)模式

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)模式多以老師為主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)式學(xué)習(xí)，忽略了學(xué)生本身的能動(dòng)性。而人工智能醫(yī)療復(fù)合型人才恰恰需要多學(xué)科的知識(shí)背景和核心素養(yǎng)來(lái)滿足社會(huì)市場(chǎng)的需求。首先，“以學(xué)生為中心”的教育理念讓學(xué)生成為能動(dòng)主體，開(kāi)展問(wèn)題導(dǎo)向型學(xué)習(xí)，重點(diǎn)觸發(fā)創(chuàng)新思維、頭腦風(fēng)暴，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作性學(xué)習(xí)。其次，基于案例的應(yīng)用型實(shí)踐教學(xué)可幫助醫(yī)學(xué)生更好地理解人工智能在醫(yī)學(xué)的創(chuàng)新應(yīng)用，并提高學(xué)生解決問(wèn)題能力[21]。然后，利用人工智能技術(shù)打造“以學(xué)生為本”的線上線下一體化理論實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，記錄學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況，提出反饋意見(jiàn)，為每位學(xué)生打造個(gè)性化學(xué)習(xí)[22]。最后，強(qiáng)化對(duì)創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)，建立以“競(jìng)賽與創(chuàng)客交融、實(shí)踐引導(dǎo)創(chuàng)新”為主導(dǎo)的創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)體系，鼓勵(lì)醫(yī)學(xué)生與其他學(xué)科學(xué)生組隊(duì)共同參與跨學(xué)科競(jìng)賽，在知識(shí)碰撞中交流學(xué)習(xí)[22-23]。

3.3 完善多元素融合培養(yǎng)模式

結(jié)合社會(huì)需求導(dǎo)向，本科階段的人工智能醫(yī)療復(fù)合型人才培養(yǎng)方向可分為研發(fā)型人才和運(yùn)作型人才。研發(fā)型人才在課程設(shè)置方面注重人工智能技術(shù)、創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)，塑造為能自主研發(fā)新型人工智能醫(yī)療設(shè)施的高端人才；運(yùn)作型人才主要以臨床醫(yī)學(xué)知識(shí)為主，人工智能運(yùn)作技術(shù)為輔，能熟練利用人工智能輔助技術(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和診療工作。課程設(shè)置方面，人工智能主要包括基礎(chǔ)算法、核心技術(shù)和創(chuàng)新應(yīng)用三個(gè)板塊，而醫(yī)學(xué)主要包括基礎(chǔ)課程和臨床課程兩大類[24]。通過(guò)早期分流的方式，結(jié)合學(xué)生意向和市場(chǎng)需求，盡早確立培養(yǎng)方向，建立以人工智能和醫(yī)學(xué)類課程為主導(dǎo)，其他通識(shí)課程為輔的多學(xué)科相融合培養(yǎng)模式[25-26]。由于人工智能技術(shù)革新快，培養(yǎng)模式可根據(jù)市場(chǎng)導(dǎo)向，出現(xiàn)彈性變化。除了交叉學(xué)科培養(yǎng)，國(guó)內(nèi)外高校聯(lián)合培養(yǎng)和校企聯(lián)合培養(yǎng)也同等重要[27]。國(guó)內(nèi)外高校聯(lián)合培養(yǎng)，讓學(xué)生集中利用各高校優(yōu)勢(shì)專業(yè)資源，為缺乏工科專業(yè)的單一醫(yī)學(xué)院校學(xué)生提供跨學(xué)科學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。而校企聯(lián)合培養(yǎng)可讓學(xué)生更早接觸市場(chǎng)現(xiàn)狀，不僅擁有更多實(shí)踐機(jī)遇，更能與優(yōu)秀的人工智能醫(yī)療人才面對(duì)面交流[28]。對(duì)于已經(jīng)開(kāi)始住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)的研究生而言，可以開(kāi)展嵌入式教學(xué)，以操作培訓(xùn)為主，使其適應(yīng)人工智能輔助診療的新型醫(yī)療模式。

3.4 完善師資隊(duì)伍建設(shè)

培養(yǎng)優(yōu)秀的人工智能醫(yī)療復(fù)合型人才需要一流的多學(xué)科師資隊(duì)伍為支撐。首先，針對(duì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)方向，通過(guò)高校聯(lián)合、校企聯(lián)合的模式，選拔和引進(jìn)優(yōu)秀的專業(yè)教師、跨學(xué)科教師和企業(yè)導(dǎo)師，成立專一的人工智能醫(yī)療教學(xué)團(tuán)隊(duì)，其中企業(yè)導(dǎo)師主要負(fù)責(zé)引領(lǐng)學(xué)生盡早接觸人工智能醫(yī)療市場(chǎng)，分享自身經(jīng)驗(yàn)[28]。其次，深入完善教師培訓(xùn)工作，思想上跳出傳統(tǒng)的教學(xué)思維，倡導(dǎo)以學(xué)生為主的教學(xué)理念，同時(shí)鼓勵(lì)教師前往其他高校、企業(yè)深入交流學(xué)習(xí)，共同探究培養(yǎng)方式。此外，各大高?？陕?lián)合建立頂尖的教師資源庫(kù)，共享教師資源。最后，單獨(dú)組建指導(dǎo)創(chuàng)新實(shí)踐的導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展“1+1 團(tuán)隊(duì)”指導(dǎo)模式，帶領(lǐng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)實(shí)踐各類項(xiàng)目，并將研究成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，引領(lǐng)學(xué)生敢于創(chuàng)新，敢于實(shí)踐[29-30]。

3.5 完善倫理與法律問(wèn)題

人工智能醫(yī)療的倫理和法律歷來(lái)是敏感問(wèn)題。自2009 年原衛(wèi)生部發(fā)布了《關(guān)于人工智能輔助治療技術(shù)規(guī)范（試行）》后，再無(wú)新的相關(guān)法規(guī)出現(xiàn)。而近年來(lái)，人工智能醫(yī)療的應(yīng)用呈井噴式增長(zhǎng)，出現(xiàn)了新的倫理和法律問(wèn)題。人工智能下的大數(shù)據(jù)時(shí)代，造成個(gè)人醫(yī)療數(shù)據(jù)和隱私無(wú)法得以保護(hù)，對(duì)于利用人工智能開(kāi)展醫(yī)療工作的資格認(rèn)證未出臺(tái)相關(guān)規(guī)定，甚至對(duì)于手術(shù)機(jī)器人用于治療的法律問(wèn)題仍無(wú)明文規(guī)定。以往的技術(shù)規(guī)范無(wú)法滿足現(xiàn)行需求。人工智能醫(yī)療的倫理和法律需要進(jìn)一步明確人工智能在醫(yī)療中的定位、醫(yī)生以人工智能作為治療手段時(shí)的潛在性責(zé)任以及出現(xiàn)意外后的責(zé)任歸屬[31-32]。基于這一背景，在培養(yǎng)人工智能醫(yī)療人才時(shí)，注意強(qiáng)化其對(duì)倫理和法律問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

4 總結(jié)與展望

人工智能領(lǐng)域的發(fā)展勢(shì)如破竹，其帶動(dòng)的“人工智能+醫(yī)療”的新型診療模式也將深入到未來(lái)的日常需求中。人工智能醫(yī)療設(shè)施擁有的大數(shù)據(jù)平臺(tái)，以及其自動(dòng)化、智能化的特性能給予病患更舒適的就診體驗(yàn)，提出更優(yōu)、更精準(zhǔn)的治療手段。精準(zhǔn)化醫(yī)療的需求必將打開(kāi)新型的人工智能醫(yī)療人才市場(chǎng)，而多學(xué)科融合型高素質(zhì)人才也必將成為市場(chǎng)的主流。這已成為高等醫(yī)學(xué)教育的改革新契機(jī)。國(guó)家應(yīng)盡快出臺(tái)人工智能領(lǐng)域相關(guān)政策及法律法規(guī)，解決人工智能帶來(lái)的一系列倫理和法律問(wèn)題，同時(shí)鼓勵(lì)和支持全國(guó)高校、各大領(lǐng)域培養(yǎng)“人工智能+X”的復(fù)合型人才。而各大醫(yī)學(xué)院校也應(yīng)結(jié)合市場(chǎng)需求，建設(shè)一流的多學(xué)科教師團(tuán)隊(duì)，打造一流的跨學(xué)科交流平臺(tái)，建立一流的復(fù)合型實(shí)驗(yàn)室體系，培養(yǎng)出一流的人工智能醫(yī)療復(fù)合型人才，助力我國(guó)精準(zhǔn)化醫(yī)療的實(shí)現(xiàn)。