【大咖述評】大力發(fā)展人工智能技術(shù) 賦能麻醉學科新質(zhì)發(fā)展
文章圍繞人工智能在麻醉學科中的應用展開,探討其在教育、科研和臨床實踐等方面的賦能作用,強調(diào)了人工智能對麻醉學科發(fā)展的重要意義。
一、人工智能在麻醉領(lǐng)域的發(fā)展歷程與政策背景
(一)發(fā)展歷程
1956 年,美國計算機科學家約翰?麥卡錫在達特茅斯會議上首次提出 “人工智能” 概念,標志其作為獨立學科誕生。起初研究聚焦邏輯推理與問題解決,后經(jīng)歷多次起伏。20 世紀 60 - 70 年代迎來第一次熱潮,取得自然語言處理、專家系統(tǒng)等成果,但因計算機計算能力有限和對問題復雜性認識不足陷入瓶頸。80 - 90 年代專家系統(tǒng)在金融領(lǐng)域成功應用推動其再次發(fā)展,不過專家系統(tǒng)維護成本高、適應性差及機器學習算法處理大規(guī)模數(shù)據(jù)的局限,使其在 90 年代后期又陷入低谷。21 世紀,隨著大數(shù)據(jù)、計算機計算能力提升和深度學習技術(shù)崛起,人工智能在圖像識別、語音識別等領(lǐng)域成果顯著,進入快速發(fā)展新時代。
(二)政策背景
我國積極推動人工智能發(fā)展,2017 年國務院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》將其上升為國家戰(zhàn)略,提出發(fā)展指導思想、目標、任務和保障措施。2018 年中共中央政治局舉行集體學習,習近平總書記強調(diào)其重要性。2019 年總書記致賀信指出其對生產(chǎn)、生活、學習方式的改變及教育使命。2024 年教育部啟動賦能教育行動,兩會《政府工作報告》提出拓展其在醫(yī)療、教育等領(lǐng)域應用。
二、人工智能賦能麻醉學教育
(一)應用場景
虛擬現(xiàn)實 / 增強現(xiàn)實模擬培訓系統(tǒng)
可模擬臨床麻醉突發(fā)情況,如大出血、過敏性休克等,讓學生身臨其境感受并處理,系統(tǒng)給予反饋和個性化指導。
學生能在模擬環(huán)境練習超聲引導下神經(jīng)阻滯、椎管內(nèi)麻醉等操作。
人工智能在線學習平臺
整合豐富教學資源,包括麻醉理論課程和操作技能視頻等。
分析學生知識掌握情況,提供個性化學習課程,還具備智能答疑功能,進行一對一輔導,助于學生理解掌握知識。
人工智能賦能超聲用于超聲引導區(qū)域麻醉技術(shù)培訓
如 Intelligent Ultrasound 公司的 ScanNav 能對至少 10 處神經(jīng)阻滯超聲切面圖像解剖結(jié)構(gòu)進行人工智能識別并彩色疊加標注,提高麻醉醫(yī)生尤其是非專家操作準確性。
該公司的 NeedleTrainer 提供實時超聲成像模擬訓練環(huán)境,醫(yī)護人員可安全練習并獲即時反饋指導,土耳其的 Nerveblox 等類似產(chǎn)品在彩色疊加基礎上增加文字標注,減少操作嘗試次數(shù),提升操作技能和培訓效果。
(二)優(yōu)勢
提高教學效果
虛擬現(xiàn)實 / 增強現(xiàn)實模擬培訓系統(tǒng)的沉浸式學習體驗加強記憶,學生可反復實操至熟練,及時獲系統(tǒng)反饋,避免真實患者身上試錯,縮短技能提升時間。
個性化學習課程推薦避免盲目和重復學習,提高學習效率。
增強培訓靈活性與可及性
人工智能在線學習平臺讓學生自主安排理論學習時間,利用零碎時間學習,符合麻醉醫(yī)生忙碌工作模式。
使基層醫(yī)療機構(gòu)麻醉醫(yī)生獲取優(yōu)質(zhì)培訓資源,縮小地區(qū)醫(yī)療水平差距,促進麻醉學技術(shù)普及。
促進知識傳承與創(chuàng)新發(fā)展
更多麻醉醫(yī)生使用人工智能賦能超聲技術(shù)積累的數(shù)據(jù),可優(yōu)化算法和培訓模式,推動技術(shù)創(chuàng)新改進。
人工智能在線學習平臺助力年輕麻醉醫(yī)生高效學習,促進知識傳承。
三、人工智能賦能麻醉學科學研究
(一)應用場景
麻醉藥物研發(fā)
利用分子動力學模擬研究麻醉藥物與靶點(如神經(jīng)遞質(zhì)受體)相互作用,通過深度學習算法高精度預測藥物分子構(gòu)象變化、結(jié)合親和力等。
如 AlphaFold 成功預測大量蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu),構(gòu)建藥物 - 蛋白質(zhì)受體復合物三維結(jié)構(gòu)模型,模擬藥物分子在受體活性位點結(jié)合和解離過程,篩選潛力麻醉藥物候選分子,縮小篩選范圍,提高研發(fā)效率,減少資源消耗。
麻醉機制研究
人工智能挖掘轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù),識別不同麻醉藥物使用時差異表達基因集合,為闡明麻醉藥物作用機制提供新方向。
整合轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合位點及基因間相互作用信息,預測不同麻醉藥物使用時關(guān)鍵基因上下游調(diào)控關(guān)系,為研發(fā)新藥提供理論支撐。
數(shù)據(jù)處理與分析
處理麻醉學領(lǐng)域海量研究數(shù)據(jù),如實驗室檢查、影像學、生命體征及基礎實驗研究結(jié)果等。
(二)優(yōu)勢
提升科研效率與創(chuàng)新驅(qū)動力
強大計算能力和高效算法快速處理海量數(shù)據(jù),節(jié)約麻醉醫(yī)生時間,加快科研項目推進。
在麻醉藥物研發(fā)中,高精度預測篩選候選分子,推動麻醉學與多學科交叉融合,實現(xiàn)理論和技術(shù)創(chuàng)新突破。
增強研究精準度與可靠性保障
憑借強大計算能力和先進算法精確處理海量數(shù)據(jù),為研究提供可靠數(shù)據(jù)支持,減少數(shù)據(jù)處理不當導致的偏差,提高研究結(jié)果準確性和可靠性,為臨床實踐提供科學精準指導。
拓展科研深度
深入分析基因表達、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能等數(shù)據(jù),揭示麻醉藥物作用機制,為開發(fā)新麻醉藥物奠定理論基礎。
四、人工智能賦能麻醉臨床實踐
(一)應用場景
智能術(shù)前訪視與評估
人工智能系統(tǒng)整合患者病史、實驗室檢查、影像學資料等,通過自然語言處理和圖像識別技術(shù)提取關(guān)鍵信息總結(jié),為麻醉醫(yī)生提供清晰患者概況。
運用機器學習算法分析大量術(shù)前患者資料,建立風險預測模型,預測麻醉和手術(shù)中困難氣道、心血管事件等風險。
個性化麻醉方案設計
人工智能算法整合患者全面信息,運用智能推薦系統(tǒng)為不同患者定制最適宜麻醉方案,如對 ASA 分級 Ⅲ 級患者,幫助低年資住院醫(yī)師制訂更合理方案。
智能監(jiān)測與預警
人工智能系統(tǒng)連接監(jiān)測設備和麻醉機,實時采集分析患者生命體征和麻醉相關(guān)數(shù)據(jù),連續(xù)全面監(jiān)測患者狀態(tài)。
基于深度學習算法和大量臨床數(shù)據(jù)訓練,建立智能預警模型,識別生命體征異常變化和趨勢,超出正常范圍時立即發(fā)出預警信號。
麻醉藥品智能管理
智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)麻醉精神類藥品智能調(diào)配、自動核對、空安瓿核銷等信息自動記錄和準確溯源、臺賬電子化,實現(xiàn)管理智能化、可視化、數(shù)字化。
智能物流機器人降低補藥及盤點時間,提高醫(yī)護人員工作效率,減輕工作負擔。
人工智能用于病人自控鎮(zhèn)痛管理
新型智能化 PCA(Ai - PCA)系統(tǒng)在傳統(tǒng) PCA 基礎上結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能,具備遠程監(jiān)控、智能報警、智能分析與評估等功能,提高術(shù)后鎮(zhèn)痛品質(zhì),促進麻醉學向圍術(shù)期醫(yī)學轉(zhuǎn)化。
(二)優(yōu)勢
提高醫(yī)療效率
手術(shù)量增加使麻醉醫(yī)生工作量加大,智能術(shù)前訪視系統(tǒng)提升工作效率,讓醫(yī)生有更多精力關(guān)注患者病情分析。
提高決策精準性
人工智能預警模型預測風險,使醫(yī)生提高警惕提前應對,智能監(jiān)測與預警系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)異常值并預警,提高決策精準性。
提高醫(yī)療質(zhì)量與安全
智能風險預測降低麻醉和手術(shù)期間并發(fā)癥發(fā)生率,個性化麻醉方案減少麻醉藥物不良反應。
五、展望未來
當前麻醉學科面臨工作量大、發(fā)展不平衡、麻醉護理隊伍不足及護理學滯后等痛點,人工智能賦能麻醉學科新質(zhì)發(fā)展是大勢所趨。未來有望在教育、科研和臨床實踐等方面取得重大突破,改變傳統(tǒng)工作模式,提升麻醉質(zhì)量和效率,更好地保障人民身體健康。因此,應加大對人工智能賦能麻醉學領(lǐng)域的投入,培養(yǎng)相關(guān)人才,充分發(fā)揮其潛力,推動麻醉學科發(fā)展。
原文標題 : 【大咖述評】大力發(fā)展人工智能技術(shù) 賦能麻醉學科新質(zhì)發(fā)展
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