基于人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用的重癥醫(yī)療應(yīng)急體系建設(shè)研究

摘要：本研究梳理了基于人工智能與大數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應(yīng)用，我國重癥醫(yī)療和應(yīng)急救治能力建設(shè)的成效，剖析了當(dāng)前重癥醫(yī)學(xué)學(xué)科人才和救治能力儲備不足的短板，分析了國外重視重癥救治資源儲備、平急結(jié)合人工智能和重癥數(shù)據(jù)庫建設(shè)的經(jīng)驗，提出了加強發(fā)展規(guī)劃、優(yōu)化投入機制、完善人才培養(yǎng)機制、建設(shè)重癥數(shù)據(jù)庫等建議。

關(guān)鍵詞：人工智能；大數(shù)據(jù)；重癥醫(yī)療資源優(yōu)化

DOI：10.12433/zgkjtz.20243213

課題項目名稱：科技興國視角下基于人工智能與大數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應(yīng)用于重癥醫(yī)療應(yīng)急體系建設(shè)研究

課題項目編號：DJKZXKT2023106

課題項目名稱：山西白求恩醫(yī)院臨床重點?？祈椖拷?jīng)費資助

黨的十九大以來，黨中央全面分析國際科技創(chuàng)新競爭態(tài)勢，深入研判國內(nèi)外發(fā)展形勢，針對我國科技事業(yè)面臨的突出問題和挑戰(zhàn)，堅持把科技創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置，全面謀劃科技創(chuàng)新工作。下一步，需牢牢把握建設(shè)世界科技強國的戰(zhàn)略目標(biāo)，以只爭朝夕的使命感、責(zé)任感和緊迫感，搶抓全球科技發(fā)展先機，在基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域奮勇爭先。人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一個廣義的計算機科學(xué)術(shù)語，其具有感知、推理、歸納、總結(jié)及做出決定的能力，AI技術(shù)大致可分為機器學(xué)習(xí)（Machine Learning，ML）、自然語言處理、計算機視覺等[1]。AI已應(yīng)用于分子生物學(xué)、生物信息學(xué)和醫(yī)學(xué)影像學(xué)等領(lǐng)域，主要用于人口健康管理、提供有針對性的診斷和治療、監(jiān)測病人數(shù)據(jù)、預(yù)測健康軌跡、指導(dǎo)手術(shù)及護理[2-4]。重癥監(jiān)護室（Intensive Care Unit，ICU）中，由于病人病情危重、病情變化迅速，需要醫(yī)護人員通過各種設(shè)備對病人生命體征、出入量、用藥情況等與病情變化相關(guān)指標(biāo)進行嚴密監(jiān)測并不斷生成大量的數(shù)據(jù)入庫[5]。

重癥病人的病情會發(fā)生快速的變化，涉及的數(shù)據(jù)和指標(biāo)數(shù)量龐大，這些數(shù)據(jù)具有多樣性、大量性、變化性、連續(xù)性和客觀性。AI可以準(zhǔn)確地獲取這些數(shù)據(jù)，為重癥的預(yù)警和臨床治療提供有力的支持，從而使患者得到最大的益處。隨著科技的發(fā)展與進步，重癥醫(yī)學(xué)的診療融入了越來越多的監(jiān)測手段與治療方法。這些多元化的監(jiān)測數(shù)據(jù)具有實時性、連續(xù)性、動態(tài)性、多源性等特點，當(dāng)前臨床診療對其利用程度相對較低。重癥患者病情瞬息萬變，AI對多元數(shù)據(jù)的及時處理與整合變得至關(guān)重要。

一、我國重癥醫(yī)療應(yīng)急體系現(xiàn)狀

重癥醫(yī)學(xué)既是一門新型跨學(xué)科專業(yè)，又是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有活力的學(xué)科之一。從發(fā)展歷程來看，我國重癥醫(yī)學(xué)建設(shè)起步較晚，但學(xué)科化建設(shè)水平和救治能力在逐步提升。國際重癥醫(yī)學(xué)于20世紀30年代誕生，而我國的重癥醫(yī)學(xué)起步于20世紀80年代，在經(jīng)歷SARS疫情、汶川大地震等重大突發(fā)公共事件挑戰(zhàn)后，發(fā)展重癥醫(yī)學(xué)和提升重癥救治能力逐漸得到重視。

重癥醫(yī)學(xué)于2008年被列為臨床醫(yī)學(xué)二級學(xué)科，2009年被定位為醫(yī)療機構(gòu)臨床診療科目中的一級診療科目，2010年被納入全國執(zhí)業(yè)醫(yī)師考試專業(yè)目錄。在此后的“十二五”“十三五”“十四五”國家臨床?？颇芰ㄔO(shè)項目和“疑難病癥診治能力提升工程”中，國家重點支持了重癥醫(yī)學(xué)的發(fā)展，并出臺了《重癥醫(yī)學(xué)科建設(shè)與管理指南（2020版）》《住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)重癥醫(yī)學(xué)科專業(yè)基地認定標(biāo)準(zhǔn)（2020試行版）》等文件，從制度設(shè)計和實踐推進等方面促進疑難重癥綜合診治能力的提升。

從資源的分配角度看，近年來我國在重癥治療方面的配置在持續(xù)增長。在2007至2021年之間，《衛(wèi)生健康統(tǒng)計年鑒》上的數(shù)據(jù)揭示了一個顯著的變化：ICU的床位數(shù)量從2007年的7328張激增至2021年的67153張，在醫(yī)院的ICU床位數(shù)量與醫(yī)院床位數(shù)的比例也發(fā)生了明顯的提升，從2007年的0.27%激增到0.91%，這使得每10萬人的ICU床位數(shù)量從2007年的0.57張增加到了4.76張。在ICU的初步建設(shè)階段，由于缺乏專業(yè)醫(yī)學(xué)教育和一致性的培訓(xùn)，常常會出現(xiàn)麻醉科醫(yī)生同時擔(dān)任重癥救治醫(yī)生的情況。然而，目前我國的ICU已經(jīng)擁有了專門的職業(yè)人才，并且各種專業(yè)和綜合ICU也都配備了各自獨立的全職醫(yī)護團隊。

從能力建設(shè)的角度看，醫(yī)院的危重癥救治能力與其他疾病的救治能力是相輔相成、相互促進的，共同提升綜合救治能力。因此，加強重癥醫(yī)療服務(wù)能力建設(shè)不僅是增強公共安全風(fēng)險防控能力和醫(yī)療救治能力的緊迫需求，也是促進優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源擴容和區(qū)域均衡布局的重要路徑。國家衛(wèi)健委聲明，我國需要進一步強化醫(yī)療應(yīng)急機制建設(shè)，提升“軟實力”。通過完善政府主導(dǎo)、部門協(xié)同、公眾參與的醫(yī)療應(yīng)急機制，推動完善重大疫情和突發(fā)事件國家醫(yī)療救援力量的調(diào)動和相互支援機制。

二、我國重癥醫(yī)療應(yīng)急體系現(xiàn)存的問題

第一，人才培養(yǎng)方面存在短板，特別是在重癥醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，專業(yè)人才的培養(yǎng)速度跟不上醫(yī)療需求的增長，導(dǎo)致在突發(fā)公共衛(wèi)生事件中，專業(yè)人手短缺，影響了救治效率和質(zhì)量。此外，由于醫(yī)療資源分布的不均衡，一些基層醫(yī)療機構(gòu)在設(shè)備、技術(shù)和資金上相對匱乏，這在應(yīng)對重癥患者救治時尤為突出，亟需改善和加強。

第二，信息化建設(shè)在重癥醫(yī)療應(yīng)急體系中尚未充分發(fā)揮作用。由于缺乏有效的信息共享機制，醫(yī)療機構(gòu)之間，特別是基層醫(yī)療機構(gòu)與大型醫(yī)院之間的“信息孤島”現(xiàn)象嚴重，這在緊急情況下影響了救治工作的協(xié)調(diào)和效率。首先，監(jiān)測預(yù)警機制的不完善限制了對重大疫情的早期發(fā)現(xiàn)和快速反應(yīng)能力。AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用尚不成熟，存在技術(shù)局限性，如算法的準(zhǔn)確性有待提高，且對于復(fù)雜臨床情況的模擬和應(yīng)對仍需進一步優(yōu)化。其次，隨著醫(yī)療數(shù)據(jù)的大量收集和使用，數(shù)據(jù)隱私和安全問題日益突出，需要建立更為嚴格的數(shù)據(jù)保護機制來確保患者信息安全。再次，醫(yī)護人員對AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)的認知和操作能力不足，信息化建設(shè)在重癥醫(yī)療應(yīng)急體系中的應(yīng)用還需加強，尤其是要打破醫(yī)療機構(gòu)之間的“信息孤島”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和資源整合，以提高應(yīng)急響應(yīng)和救治工作的協(xié)調(diào)性和效率。針對這些不足，需要從政策、技術(shù)、人才和管理等多個層面進行綜合施策，以推動我國重癥醫(yī)療應(yīng)急體系的高質(zhì)量發(fā)展。

第三，我國重癥醫(yī)療應(yīng)急體系面臨的挑戰(zhàn)之一是人才分布的不均勻性。盡管在一些大型醫(yī)院和城市中心，重癥醫(yī)學(xué)學(xué)科擁有較為充足的專業(yè)人才和先進的醫(yī)療設(shè)備，在基層醫(yī)療機構(gòu)和邊遠地區(qū)，專業(yè)人才仍相對匱乏，這導(dǎo)致了醫(yī)療服務(wù)水平的地域性差異。特別是在面對重癥患者救治時，基層醫(yī)療機構(gòu)往往因為人才短缺而難以提供高質(zhì)量的醫(yī)療服務(wù)。

此外，由于缺乏系統(tǒng)的培訓(xùn)和職業(yè)發(fā)展路徑，基層醫(yī)療機構(gòu)難以吸引和留住專業(yè)人才，進一步加劇了人才短缺的問題。為了改善這一狀況，需要加強全國范圍內(nèi)的人才培養(yǎng)和流動機制，優(yōu)化醫(yī)療資源配置，并通過政策激勵和職業(yè)發(fā)展機會，鼓勵專業(yè)人才向基層和邊遠地區(qū)流動，從而提升整體醫(yī)療服務(wù)水平，確保重癥患者無論身處何地都能獲得及時有效的救治。

三、重癥醫(yī)療應(yīng)急體系的建設(shè)措施

（一）加強技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新

AI與大數(shù)據(jù)技術(shù)在重癥醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用需要不斷的技術(shù)創(chuàng)新來推動。首先，應(yīng)鼓勵和支持醫(yī)療AI領(lǐng)域的研究，包括機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理等，以提高疾病預(yù)測的準(zhǔn)確性和診斷的效率。同時，開發(fā)更加精細化的病人監(jiān)護系統(tǒng)，利用大數(shù)據(jù)實時分析患者狀況，提前預(yù)警潛在的重癥風(fēng)險。此外，推動跨學(xué)科合作，結(jié)合臨床醫(yī)學(xué)、生物信息學(xué)、計算機科學(xué)等領(lǐng)域的知識，共同研發(fā)創(chuàng)新的醫(yī)療解決方案。

（二）完善數(shù)據(jù)治理

隨著醫(yī)療數(shù)據(jù)量的激增，如何有效管理和保護這些數(shù)據(jù)成為一個重要問題。需要建立一套完善的數(shù)據(jù)治理體系，包括數(shù)據(jù)的收集、存儲、處理、分析和共享等各個環(huán)節(jié)。同時，加強數(shù)據(jù)安全技術(shù)的研發(fā)，如使用區(qū)塊鏈技術(shù)來確保數(shù)據(jù)的不可篡改性和可追溯性。此外，制定嚴格的隱私保護政策，對患者信息進行匿名化處理，防止個人隱私泄露。通過這些措施，確保醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全和合規(guī)使用，為AI和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供堅實的基礎(chǔ)。

（三）強化人才培養(yǎng)

加強危重癥救治人才隊伍建設(shè)，一方面要加強重癥醫(yī)學(xué)人才儲備與發(fā)展，另一方面促進人才梯隊合理配置和補充，人才是推動AI與大數(shù)據(jù)在重癥醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的關(guān)鍵。應(yīng)加強對醫(yī)療人員的相關(guān)培訓(xùn)，提高他們對AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)的理解和應(yīng)用能力。在醫(yī)學(xué)教育中加入AI和大數(shù)據(jù)的相關(guān)課程，推動地區(qū)和各醫(yī)院的重癥醫(yī)學(xué)人才成長。除此之外，醫(yī)院要加大重癥醫(yī)學(xué)醫(yī)護人員激勵力度，提高薪酬待遇；在績效方案上對重癥醫(yī)學(xué)學(xué)科給予特殊考慮，做好重癥醫(yī)學(xué)人才職業(yè)發(fā)展激勵和人文關(guān)懷。

（四）促進醫(yī)療信息化建設(shè)

醫(yī)療信息化是實現(xiàn)AI與大數(shù)據(jù)應(yīng)用的前提。 需要建立統(tǒng)一的醫(yī)療信息平臺，實現(xiàn)醫(yī)療機構(gòu)間的數(shù)據(jù)共享。因此，必須高度重視我國豐富的重癥臨床數(shù)據(jù)資源，特別是那些嚴重威脅公眾健康的疾病。為此，需要建立重癥大數(shù)據(jù)庫，通過建重癥數(shù)據(jù)庫來收集和存儲各種重癥疾病的信息。

此外，探索重癥數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)安全機制，制定管理規(guī)范、數(shù)據(jù)共享激勵和使用監(jiān)管機制，并與業(yè)界合作建立專業(yè)的數(shù)據(jù)安全管理體系。最后，運用大數(shù)據(jù)分析方法來挖掘重癥數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用價值，對患者特征、疾病診斷、治療方案、醫(yī)療費用和臨床結(jié)局等方面進行多維度的分析，以提高醫(yī)院的精細化管理。

四、結(jié)論

在科技強國戰(zhàn)略的推動下，人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)在建立重癥醫(yī)療應(yīng)急系統(tǒng)方面發(fā)揮著核心作用，為急救響應(yīng)、優(yōu)化資源配置和提高診斷與治療準(zhǔn)確性提供了創(chuàng)新解決方案。通過使用智能預(yù)警系統(tǒng)、診斷輔助工具、定制化治療策略和遠程監(jiān)控，醫(yī)療系統(tǒng)可以更有效地應(yīng)對醫(yī)療緊急情況，確保危重病人得到及時治療。同時，智能設(shè)備和信息網(wǎng)絡(luò)的整合將進一步提高醫(yī)療服務(wù)的用戶友好性和可及性。在數(shù)據(jù)安全、技術(shù)倫理和專業(yè)培訓(xùn)等要求方面，可以通過實施嚴格的數(shù)據(jù)保護措施、始終堅持技術(shù)倫理的基本原則以及加強對醫(yī)護人員的培訓(xùn)，確保技術(shù)的積極效益得到充分認識和利用?？傊?，人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用不僅為危重癥急救體系的快速發(fā)展提供了強大動力，還為實現(xiàn)國家科技興國戰(zhàn)略發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

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（作者單位：山西白求恩醫(yī)院）