周瑤群，方榮華

四川大學(xué)華西醫(yī)院特需醫(yī)療中心/四川大學(xué)華西護(hù)理學(xué)院，四川 610041

計(jì)算機(jī)技術(shù)和深度學(xué)習(xí)理論的發(fā)展促進(jìn)了人工智能（artificial intelligence，AI）的發(fā)展，與大數(shù)據(jù)結(jié)合應(yīng)用后，AI逐漸被應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)及醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域[1]，極大地提高了生產(chǎn)效率，并節(jié)省了人力成本。2017年我國頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》及《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020年）》，提出重點(diǎn)發(fā)展AI技術(shù)，并將其提升到國家戰(zhàn)略高度[2]。2020年全球新型冠狀病毒肺炎大流行期間，AI被成功運(yùn)用于臨床、教學(xué)、科研、護(hù)理及醫(yī)學(xué)檢查[3]，其作用巨大。現(xiàn)對AI在護(hù)理領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，并對其發(fā)展前景和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行探討。

1 概述

AI術(shù)語始于1956年[4]，是指將計(jì)算機(jī)技術(shù)用于模擬人腦運(yùn)行機(jī)制，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在視覺、語音識(shí)別、自然語言處理等方向的應(yīng)用，旨在模擬和延伸人類思維過程、學(xué)習(xí)過程和知識(shí)存儲(chǔ)過程[5-6]。AI是一門涉及多領(lǐng)域知識(shí)和包含多種技術(shù)的科學(xué)，其主要目標(biāo)是讓機(jī)器代替人完成復(fù)雜的工作[7-8]。近年來，AI已成功應(yīng)用于疾病預(yù)測[9]、智能診療[10]及影像識(shí)別[11-12]等方面。AI在智能護(hù)理機(jī)器人、遠(yuǎn)程健康管理與疾病干預(yù)中得到不斷探索與發(fā)展[13]。將AI應(yīng)用于臨床，可很好地緩解醫(yī)護(hù)人員人力資源短缺、醫(yī)療資源不足的問題，提高臨床護(hù)理質(zhì)量[14]。

2 應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 在臨床工作中的應(yīng)用

2.1.1 疾病監(jiān)測 臨床重癥病人病情瞬息萬變，護(hù)士需要通過心電監(jiān)護(hù)儀協(xié)助觀察病人生命體征變化。而監(jiān)護(hù)儀報(bào)警并不完全準(zhǔn)確，可能直接導(dǎo)致病人搶救時(shí)間延誤、病人及家屬恐慌及醫(yī)護(hù)人員時(shí)間和精力的浪費(fèi)[15]。將AI應(yīng)用于心電監(jiān)測，采用特征波形挖掘技術(shù)輔助診斷各類心臟疾病，可以為病人治療方案提供更多參考依據(jù)[16]。Attia等[17]利用AI算法，開發(fā)了一款預(yù)測竇性心律時(shí)伴發(fā)心房顫動(dòng)的心電圖特征深度學(xué)習(xí)模型，減少了需要對病人進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測的行為。Hannun等[18]利用深度學(xué)習(xí)算法開發(fā)了一套可檢測12種心律失常的分類模型。美國莫特兒童醫(yī)院運(yùn)用基于AI的監(jiān)測系統(tǒng)，通過收集患兒數(shù)據(jù)生成風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，預(yù)測患兒發(fā)生心臟驟停的概率，從而提醒醫(yī)護(hù)人員提前采取針對性干預(yù)措施，降低患兒心臟驟停風(fēng)險(xiǎn)，降低致殘率及病 死率等[4,19-20]。

2.1.2 智能配藥 部分醫(yī)院由于無配置靜脈化療藥物的生物安全柜，容易導(dǎo)致護(hù)士職業(yè)暴露。AI應(yīng)用于化療藥配制，整個(gè)配制過程由智能配藥機(jī)器人在封閉、潔凈空間獨(dú)立完成，護(hù)士只需把待配藥物放在指定夾具上，藥物劑量通過計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行計(jì)算，機(jī)器人進(jìn)行藥物配制，揮發(fā)性藥物將通過負(fù)壓抽吸系統(tǒng)進(jìn)行專門處理，配制過程中護(hù)士不直接接觸化療藥物，不但可避免輸液制品被污染，還可減少藥物浪費(fèi)，降低細(xì)胞毒性藥物對護(hù)士身體的傷害以及對周圍環(huán)境的污染，加強(qiáng)護(hù)士職業(yè)防護(hù)，并減少輸液反應(yīng)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[21]。

2.1.3 電子語音病歷 AI已運(yùn)用于語音識(shí)別、音頻識(shí)別領(lǐng)域[22]。Mairittha等[23]開發(fā)了一款將語音修復(fù)技術(shù)和智能手機(jī)結(jié)合的護(hù)理記錄對話系統(tǒng)，該系統(tǒng)可使用語音快速存儲(chǔ)并準(zhǔn)確生成護(hù)理記錄，護(hù)士可在智能手機(jī)上以語音方式錄入護(hù)理數(shù)據(jù)，無須網(wǎng)絡(luò)連接也可使用，并能下載離線數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)已應(yīng)用于生命體征、飲食、用藥、口腔、排泄、沐浴等常見護(hù)理記錄中，與傳統(tǒng)電子表格護(hù)理記錄相比，文檔處理速度提高了15%。還有研究者將聊天機(jī)器人置入麻醉監(jiān)護(hù)儀中，采用語音錄入代替鍵盤輸入，整體單詞識(shí)別率可達(dá)72.0%～92.4%[24]。通過語音識(shí)別方式進(jìn)行病歷錄入，平均每百字所需時(shí)間比普通方式減少50%[25]。此外，研究顯示，將智能體溫單應(yīng)用于臨床，不僅可提高工作效率，還可有效減少人工繪制錯(cuò)誤[26]。我國已有利用“語音圖文手術(shù)記錄系統(tǒng)”將手術(shù)中語音自動(dòng)轉(zhuǎn)化為文字的技術(shù)[27]。

2.1.4 吸痰機(jī)器人 將智能吸痰機(jī)器人應(yīng)用于臨床，由護(hù)士識(shí)別病人吸痰需求，吸痰機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)吸痰，減輕了護(hù)士工作量，降低了護(hù)士職業(yè)暴露風(fēng)險(xiǎn)[28]。

2.1.5 導(dǎo)診 智能導(dǎo)診機(jī)器人主要基于人臉識(shí)別、語音識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過人機(jī)交互，具有掛號、導(dǎo)航、就醫(yī)引導(dǎo)和健康知識(shí)普及等功能[29]。

總之，智能機(jī)器人在護(hù)理領(lǐng)域的成功應(yīng)用，將護(hù)士從煩瑣和重復(fù)性的簡單工作中解脫出來，提高了工作效率。

2.2 老年照護(hù) 隨著全球老齡化加速，老年慢性病患病率及共病率增高，老年照護(hù)需要更多照護(hù)者，目前照護(hù)資源無法滿足其需求。為了緩解這一壓力，有研究者將AI應(yīng)用于老年照護(hù)工作中，主要發(fā)揮了以下作用。

2.2.1 協(xié)助日常生活 輔助行走機(jī)器人可幫助步態(tài)異常老年人保持平穩(wěn)行走，改善老年人步態(tài)，提高老年人生活質(zhì)量[30]。日本研發(fā)的機(jī)器人RQEAR能以輕柔動(dòng)作將人抱起、放下或幫助人站立[31]。此外，進(jìn)食輔助機(jī)器人[32]、KNRC自動(dòng)喂食機(jī)器人[33]以及Handy 1[34]、Winsford Self-Feeder[35]、My Spoon[36]、Meal Buddy等[37]均由人機(jī)交互系統(tǒng)和輔助進(jìn)食機(jī)器人系統(tǒng)組成，能夠幫助失能老年人和殘疾人完成日常飲食照護(hù)。

2.2.2 陪伴照護(hù) 基于沃森（Watson）驅(qū)動(dòng)的多用途老年護(hù)理機(jī)器人IBM MERA中的社交輔助機(jī)器人[38]及新型社交機(jī)器人Mini[39]主要用于老年人陪伴照護(hù)。

2.2.3 提供心理支持 機(jī)器人能夠與老年人進(jìn)行肢體和語言互動(dòng)，可為老年人提供心理支持，提高其社交能力[40-42]。

2.3 協(xié)助護(hù)理診斷 護(hù)理診斷是指護(hù)士對病人從生理、心理及社會(huì)多方面進(jìn)行綜合分析后確定的護(hù)理問題和護(hù)理實(shí)踐過程[43]。已有研究顯示，基于AI的護(hù)理診斷與高年資護(hù)士對病人做出的護(hù)理診斷一致性達(dá)87%，且基于AI的護(hù)理診斷時(shí)間明顯縮短，極大地提高了護(hù)理工作效率；但由于該系統(tǒng)臨床應(yīng)用時(shí)間尚短，其準(zhǔn)確性還需大量臨床數(shù)據(jù)支撐，加之不同層次護(hù)士對疾病認(rèn)知存在差異，因此，做出的護(hù)理診斷也有差異[44]。此外，使用機(jī)器人診斷系統(tǒng)也可以幫助老年癡呆和認(rèn)知障礙病人進(jìn)行認(rèn)知功能測試，從病人與照護(hù)者對話中識(shí)別照護(hù)目標(biāo)，形成照護(hù)策略，并根據(jù)病人性別、種族、文化程度、社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景、疾病臨床分期、病程進(jìn)展等層次的交互結(jié)果做出護(hù)理診斷[45]。

2.4 管理慢性病

2.4.1 疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測 AI機(jī)器學(xué)習(xí)是指通過對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，提取特征，從而構(gòu)建模型。與傳統(tǒng)的回歸模型相比，機(jī)器學(xué)習(xí)對于非線性臨床數(shù)據(jù)的處理具有先天優(yōu)勢，可以構(gòu)建更精準(zhǔn)的疾病風(fēng)險(xiǎn)評估模型[46]。目前，AI已應(yīng)用在糖尿病篩查及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測、預(yù)測院內(nèi)及院外心臟驟停以及心臟驟停預(yù)后評估中[9,47-49]；AI疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測模型可對糖尿病及心血管等慢性疾病進(jìn)行早期識(shí)別和篩查，從而進(jìn)行早期干預(yù)，既延緩了慢性病發(fā)病，提高病人生活質(zhì)量，也極大地減輕了家庭及醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)[50]。

2.4.2 疾病輔助診斷 目前，AI已被應(yīng)用于各類疾病的輔助診斷，如進(jìn)行乳腺癌病理識(shí)別及皮膚癌篩查，其準(zhǔn)確率超過醫(yī)生[10,51]；協(xié)助預(yù)測心臟病發(fā)作[52]；用于糖尿病及其并發(fā)癥的輔助診斷[53]。此外，AI還被用于結(jié)腸鏡檢查中息肉的自動(dòng)檢測識(shí)別與分類[54]。

2.4.3 健康管理 將健康風(fēng)險(xiǎn)評估和行為問責(zé)制應(yīng)用程序安裝在病人的智能手機(jī)中，可監(jiān)測病人口服藥物情況，若病人漏服藥物、延遲服藥或錯(cuò)服藥物，手機(jī)會(huì)自動(dòng)給醫(yī)務(wù)人員發(fā)送短信或電子郵件，由醫(yī)護(hù)人員督促病人，從而提高病人服藥依從性，提高疾病控制率或治愈率[55-56]。Sudharsan等[57]等利用機(jī)器學(xué)習(xí)建立低血糖預(yù)測模型，該模型預(yù)測未來24 h低血糖事件的靈敏度為92%、特異度為70%，有利于降低糖尿病病人低血糖發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。醫(yī)務(wù)人員通過遠(yuǎn)程機(jī)器人與居家老年人及其照護(hù)者保持密切聯(lián)系，可監(jiān)測病人病情變化和服藥情況，及時(shí)做出健康指導(dǎo)[13]。智能語音隨訪系統(tǒng)應(yīng)用于慢性病隨訪管理，協(xié)助醫(yī)務(wù)人員監(jiān)測病人疾病狀況，可更好地進(jìn)行慢性病管理[58]。應(yīng)用AI對妊娠期糖尿病病人進(jìn)行遠(yuǎn)程健康管理，可降低其就醫(yī)次數(shù)，節(jié)約就診時(shí)間[59]。AI應(yīng)用于社區(qū)慢性病管理，突破了時(shí)間和空間的難題，促使病人主動(dòng)監(jiān)控病情，變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理[60]。

3 發(fā)展前景

3.1 緩解護(hù)士人力短缺壓力 AI承擔(dān)化療藥物配制、吸痰和導(dǎo)診等簡單、瑣碎的日常護(hù)理工作，可有效提高護(hù)理工作效率，減少差錯(cuò)事件發(fā)生，保障病人安全，提高護(hù)理質(zhì)量，促使護(hù)士將更多精力投入智能護(hù)理、網(wǎng)上護(hù)理和護(hù)理機(jī)器人研發(fā)及維修服務(wù)中[61]，使護(hù)士獲得更廣闊的職業(yè)發(fā)展空間。

3.2 提供優(yōu)質(zhì)護(hù)理服務(wù) 將AI運(yùn)用到醫(yī)院-社區(qū)-家庭三位一體的慢性病病人延續(xù)護(hù)理中，通過建立云數(shù)據(jù)庫，利用機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)幫助護(hù)士科學(xué)、高效地開展延續(xù)護(hù)理服務(wù)，有利于減少傳統(tǒng)護(hù)理模式缺乏完善的系統(tǒng)支持、人力資源消耗大、信息收集量小及實(shí)施效果不佳等局限性[62]。

3.3 轉(zhuǎn)變護(hù)理工作模式 AI已經(jīng)改變了快遞服務(wù)、無人駕駛等行業(yè)的工作模式。將AI應(yīng)用于護(hù)理領(lǐng)域，將極大地改變醫(yī)院、診所、社區(qū)及家庭傳統(tǒng)護(hù)理工作模式。利用移動(dòng)醫(yī)療技術(shù)在器官移植術(shù)后實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)測，有利于降低病人術(shù)后不良事件發(fā)生率，提高工作效率[63]?？梢?，AI優(yōu)化了護(hù)理資源配置，促使護(hù)理工作模式逐步智能化和自動(dòng)化，由傳統(tǒng)的體力勞動(dòng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟X力勞動(dòng)。

4 挑戰(zhàn)與困境

AI應(yīng)用于護(hù)理領(lǐng)域可提高護(hù)理工作效率，節(jié)省人力和物力，但也存在一些風(fēng)險(xiǎn)和不足，主要表現(xiàn)在技術(shù)瓶頸、社會(huì)信任和倫理問題三大方面。①病人描述病情時(shí)并不清楚自身狀況，會(huì)使用大量非專業(yè)詞匯，但現(xiàn)有的AI主要偏向于單個(gè)功能研發(fā)，無法挖掘更多有用的病史，不能完全適應(yīng)真實(shí)的臨床環(huán)境。②病人生理和心理需求是多方面、多層次的，醫(yī)院、社區(qū)及家庭等照護(hù)場所對AI需求存在差異。③在臨床應(yīng)用過程中還存在病人及照護(hù)者對AI不信任，護(hù)士受主觀經(jīng)驗(yàn)影響等，可能對AI的應(yīng)用造成限制。AI的局限在于有條件思維，無法做到及時(shí)、有效的溝通和交流，而護(hù)士具有無條件理性思維能力及共情能力，這可能是導(dǎo)致病人不信任AI的原因之一。④AI中的數(shù)據(jù)安全性、隱私保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)、隱私保護(hù)法律法規(guī)等[64]還需要不斷完善。

5 小結(jié)

總之，AI應(yīng)用于護(hù)理領(lǐng)域，可有效緩解護(hù)理人員人力資源短缺壓力，減輕照護(hù)者負(fù)擔(dān)，提高工作效率，保證病人安全，為病人提供優(yōu)質(zhì)護(hù)理。但也存在技術(shù)瓶頸、社會(huì)信任和倫理問題，如何更好地將AI應(yīng)用于護(hù)理領(lǐng)域，仍需多學(xué)科、多領(lǐng)域共同努力，其在護(hù)理領(lǐng)域應(yīng)用前景巨大，值得積極探索和完善。