鄒陸曦，孫 玲

（1.徐州醫(yī)科大學(xué)管理學(xué)院，江蘇 徐州 221000；2.徐州市中心醫(yī)院/徐州醫(yī)科大學(xué)徐州臨床學(xué)院，江蘇 徐州 221006）

人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)的快速發(fā)展，智能手機、可穿戴設(shè)備、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、傳感器、5G技術(shù)和通信系統(tǒng)的出現(xiàn)使醫(yī)學(xué)正在發(fā)生革命性的變化[1]。深度學(xué)習(xí)算法可以處理可穿戴設(shè)備、智能手機和其他移動監(jiān)測傳感器在不同醫(yī)學(xué)領(lǐng)域提供的大量數(shù)據(jù)，將生命科學(xué)與信息技術(shù)完美結(jié)合起來，促進了信息技術(shù)與醫(yī)學(xué)的融合，使得智能醫(yī)學(xué)迅速發(fā)展進而為臨床實踐提供解決方案。智能醫(yī)學(xué)的出現(xiàn)，需要醫(yī)學(xué)教育借助前沿科技來改變教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，在醫(yī)學(xué)教育的各個階段：醫(yī)學(xué)本科、研究生教育培養(yǎng)、臨床專業(yè)教育培養(yǎng)和繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育階段，人工智能技術(shù)均有應(yīng)用。各大高校尤其是醫(yī)學(xué)院校應(yīng)主動開展技術(shù)創(chuàng)新，在醫(yī)學(xué)教育教學(xué)中引入人工智能課程，提高醫(yī)學(xué)生的人工智能素養(yǎng)。

1 人工智能發(fā)展史及其在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

人工智能的發(fā)展歷史經(jīng)歷了起步發(fā)展期、反思發(fā)展期、應(yīng)用發(fā)展期、低迷發(fā)展期、穩(wěn)步發(fā)展期、蓬勃發(fā)展期[2]。時間軸圖（見圖1）中的節(jié)點標(biāo)識了每個階段關(guān)鍵的里程碑的事件。人工智能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用也伴隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸開展。隨著機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的出現(xiàn)，人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴大，為個性化醫(yī)學(xué)創(chuàng)造了機會。人工智能預(yù)測模型可用于疾病的診斷、預(yù)測治療效果和未來潛在的預(yù)防藥物。利用人工智能可提高診斷精度，提高臨床操作的效率，實現(xiàn)更好的疾病和治療監(jiān)測，提高手術(shù)準(zhǔn)確性和治療效果。

圖1 人工智能在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用歷史和現(xiàn)狀時間軸

人工智能在醫(yī)學(xué)中的發(fā)展現(xiàn)狀，可謂在各個醫(yī)療領(lǐng)域都有應(yīng)用，涉及心房顫動診斷、內(nèi)分泌學(xué)、腎臟病學(xué)、心血管病、呼吸疾病、胃腸疾病、神經(jīng)病學(xué)、腫瘤病理學(xué)、乳腺疾病、影像診斷等領(lǐng)域。心房顫動診斷及監(jiān)測是人工智能在醫(yī)學(xué)上的早期應(yīng)用之一。蘋果公司獲得FDA批準(zhǔn)，蘋果手表可以通過智能手機輕松地分享心電圖和心房顫動的檢測[3]。在內(nèi)分泌學(xué)領(lǐng)域，持續(xù)血糖監(jiān)測使糖尿病患者能夠查看實時血糖水平，并了解血糖水平變化趨勢[4]。2018年Medtronic公司與Watson（IBM開發(fā)的AI）合作，利用與智能手機配對的血糖監(jiān)測監(jiān)護系統(tǒng)以更好地預(yù)防糖尿病患者低血糖發(fā)作[5]。在腎臟病學(xué)領(lǐng)域，人工智能可用于預(yù)測多囊腎患者腎小球濾過率的下降，IgA腎病風(fēng)險分層及腎臟預(yù)后[6]。在心血管病領(lǐng)域，人工智能可預(yù)測心血管疾病的風(fēng)險，如急性冠狀動脈綜合征和心力衰竭，預(yù)測效力優(yōu)于傳統(tǒng)的量表[7]。在呼吸疾病領(lǐng)域，人工智能可以為肺功能檢查結(jié)果提供準(zhǔn)確的解釋，為呼吸系統(tǒng)疾病的診斷和處理充當(dāng)決策支持工具[8]。在胃腸疾病領(lǐng)域，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等深度學(xué)習(xí)模型來處理胃腸道內(nèi)鏡和超聲的圖像，可準(zhǔn)確診斷結(jié)腸息肉、胃食管反流病、萎縮性胃炎及炎癥性腸病等，并預(yù)測消化道出血、腫瘤轉(zhuǎn)移及遠期存活率[9-11]。在神經(jīng)病學(xué)領(lǐng)域，智能癲癇檢測裝置可通過長期動態(tài)監(jiān)測來改善癲癇患者的管理和生活質(zhì)量[12]。在腫瘤病理學(xué)診斷領(lǐng)域，Paige.AI是一種基于人工智能的算法，可準(zhǔn)確診斷各種常見腫瘤，以幫助病理學(xué)家有更多的時間專注于特殊疾病的病理診斷[13]。在乳腺疾病領(lǐng)域，人工智能應(yīng)用于乳腺癌篩查，可提高篩查的特異度和敏感度，降低其假陽性或假陰性概率[14]。在影像診斷領(lǐng)域，基于深度學(xué)習(xí)的智能軟件已經(jīng)與專業(yè)診斷人員在醫(yī)學(xué)疾病影像分類診斷方面的準(zhǔn)確性相當(dāng)[15]。

2 人工智能在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀

在醫(yī)學(xué)教育方面，為適應(yīng)智能醫(yī)學(xué)的發(fā)展，部分大學(xué)已經(jīng)開始教授新的醫(yī)學(xué)課程，以滿足未來醫(yī)務(wù)人員應(yīng)對智能醫(yī)學(xué)在臨床實踐中應(yīng)用的需要[16]。這些課程中用到了更多的“硬科學(xué)”（如物理和數(shù)學(xué)）方法，增加了計算科學(xué)、編碼、算法和電子工程等學(xué)科的知識。未來，這些可以熟練使用人工智能的醫(yī)生將依靠自身的臨床經(jīng)驗和數(shù)字專業(yè)知識，來更好地解決現(xiàn)代健康問題，參與制定醫(yī)療機構(gòu)的數(shù)字戰(zhàn)略，管理智能醫(yī)療設(shè)備。美國部分醫(yī)學(xué)院已經(jīng)為醫(yī)學(xué)生開設(shè)了醫(yī)學(xué)人工智能課程，并在醫(yī)學(xué)教育中進行了人工智能培訓(xùn)[1]。在我國，人工智能機器人已通過中國國家醫(yī)療許可證考試[17]。

人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的應(yīng)用也為利用大數(shù)據(jù)進行醫(yī)學(xué)教育提供了新的方法，學(xué)者也在積極探討人工智能在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用效果。研究者通過創(chuàng)建虛擬手術(shù)助手（自動教育反饋平臺），利用可解釋的人工智能進行基于仿真的外科培訓(xùn)[18]。研究者論證了人工智能在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域面臨的機會和挑戰(zhàn)，如何引入臨床人工智能解決方案為學(xué)科的未來培養(yǎng)出智能口腔醫(yī)學(xué)人才[19]。另外，人工智能醫(yī)學(xué)教育在現(xiàn)存的中國醫(yī)學(xué)教育系統(tǒng)中應(yīng)用效果也得到了多個研究團隊的驗證，如人工智能圖像教學(xué)系統(tǒng)用于臨床醫(yī)學(xué)本科生骨髓細(xì)胞形態(tài)學(xué)教學(xué)，智能模擬人用于醫(yī)護綜合技能培訓(xùn)等[20]。然而，我國目前在人工智能、移動醫(yī)療應(yīng)用和遠程醫(yī)療等領(lǐng)域的醫(yī)學(xué)教育尚存在很多不足，亟須進一步研究、發(fā)展和推廣應(yīng)用。

3 醫(yī)學(xué)教育中人工智能應(yīng)用面臨的問題

我國的人工智能在醫(yī)療教育方面的應(yīng)用距離規(guī)劃中的要求還有很大差距，還存在諸多問題。這些問題主要表現(xiàn)在人員、硬件、軟件、方法、環(huán)境方面。

3.1 人員問題

在智能醫(yī)學(xué)教育中缺乏人工智能人才，尤其缺乏人工智能和醫(yī)療交叉學(xué)科的人才，以往的教育體系很難培養(yǎng)出既懂得醫(yī)學(xué)又懂得人工智能的人才。人工智能快速發(fā)展，在為醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域帶來契機的同時也帶來了倫理問題和更多挑戰(zhàn)[21]。醫(yī)學(xué)教育者和醫(yī)學(xué)生對于人工智能還存在認(rèn)知困惑，對人工智能在醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用的相關(guān)倫理問題更缺乏認(rèn)知。同時，各大高校尤其是醫(yī)學(xué)院校，缺乏智能醫(yī)療教育相關(guān)的服務(wù)人員，關(guān)于人工智能的人員建設(shè)有待加強。

3.2 硬件問題

在人工智能醫(yī)學(xué)教育方面，學(xué)校和社會對硬件的投入較少，學(xué)校往往由于預(yù)算緊缺，無法投入更多的智能醫(yī)療硬件來滿足智能醫(yī)療教育的需求?，F(xiàn)有的硬件資源存在數(shù)據(jù)共享和設(shè)備互聯(lián)等多方面問題，往往無法支持智能醫(yī)療教育。由于資金投入少，導(dǎo)致硬件設(shè)備更新緩慢，無法適應(yīng)快速變革的智能醫(yī)療教育發(fā)展的需求。

3.3 軟件問題

目前，市場上多數(shù)的“人工智能+醫(yī)學(xué)教育”軟件僅僅關(guān)注輔助學(xué)習(xí)領(lǐng)域，人工智能用于個性化醫(yī)學(xué)教學(xué)模式尚未成熟、難以評估醫(yī)學(xué)教育中人工智能的有效性等。在智能決策方面，單一的智能算法可擴展性差，無法適應(yīng)復(fù)雜多變的醫(yī)學(xué)教育場景，迫切需要將智能醫(yī)療產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新及時有效地轉(zhuǎn)化為智能醫(yī)學(xué)教育新系統(tǒng)、新產(chǎn)品。

3.4 方法問題

目前，人工智能在醫(yī)學(xué)教育中的實施方法缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，也缺乏成熟的醫(yī)學(xué)教育智能應(yīng)用案例與模式，缺乏應(yīng)用過程中所遵循的方法。云計算、5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)為人工智能在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用提供了更多技術(shù)支持，而傳統(tǒng)的教育教學(xué)方法在智能醫(yī)療教育時代也將面臨挑戰(zhàn)，如何利用好新型技術(shù)為我們醫(yī)學(xué)教育提供更加便捷的服務(wù)也是我們醫(yī)療教育中需要探討的問題。另外，還存在人工智能醫(yī)學(xué)教學(xué)應(yīng)用方法及效果的研究較少、宣傳培訓(xùn)較少、缺乏相應(yīng)的應(yīng)用方法指引等問題。

3.5 環(huán)境問題

智能醫(yī)療教育在實現(xiàn)的時候還會面臨經(jīng)濟和政策環(huán)境問題，高校往往缺乏相應(yīng)的資源和服務(wù)體系。人工智能醫(yī)療教育的快速發(fā)展離不開政策的支持，在國家頂層政策推動的同時，各類各層級的細(xì)節(jié)管理辦法也要及時跟上時代發(fā)展。經(jīng)濟支持方面，健康醫(yī)療AI技術(shù)的臨床及教育價值快速被社會認(rèn)同，在醫(yī)學(xué)教育中高校對智能醫(yī)療也均具備一定的數(shù)據(jù)消費意愿與能力，然而受經(jīng)濟條件的限制，高校在預(yù)算支持方面對智能醫(yī)療的支持大多不夠。同時，智能醫(yī)療教育技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)需要大量資金支持，在產(chǎn)品尚未全面應(yīng)用時，市場需要不斷地注入資本以維持研發(fā)能力。人工智能在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用不廣泛與人工智能在我國發(fā)展的軟硬件基礎(chǔ)條件、醫(yī)學(xué)教育數(shù)據(jù)獲取、資源投入、應(yīng)用場景、開發(fā)模式、產(chǎn)業(yè)生態(tài)等環(huán)境因素密切相關(guān)。

4 人工智能在醫(yī)學(xué)教育應(yīng)用的應(yīng)對策略

人工智能不僅給傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育帶來了許多挑戰(zhàn)，也給當(dāng)代醫(yī)學(xué)教育工作者帶來了巨大的機遇。人工智能的快速發(fā)展，促進了包括醫(yī)學(xué)教育在內(nèi)的許多職業(yè)發(fā)生變化。我們應(yīng)該利用人工智能來強化醫(yī)生在醫(yī)學(xué)實踐中的角色。我們需要理解這些新的角色，以便我們能夠相應(yīng)地調(diào)整醫(yī)學(xué)教育。為此，醫(yī)學(xué)教育工作者應(yīng)具備人工智能醫(yī)學(xué)教學(xué)方面的基本知識，了解人工智能對醫(yī)學(xué)教育的影響程度，積極調(diào)整人員角色，適應(yīng)人工智能醫(yī)療。

（1）積極踐行人工智能醫(yī)療教育。醫(yī)學(xué)教育具有教師組成多樣化、學(xué)生實踐場所分散化等特點，而且高等醫(yī)學(xué)教育過程是多階段的，包括基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)、臨床實踐、臨床見習(xí)等。利用人工智能相關(guān)技術(shù)包括數(shù)據(jù)挖掘、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習(xí)等可以幫助教師、學(xué)生和管理者協(xié)調(diào)一致，嚴(yán)格控制教學(xué)質(zhì)量，提高教育管理效率和溝通的流暢性，真正實現(xiàn)教育管理的現(xiàn)代化。

（2）加大對人工智能在醫(yī)療教育領(lǐng)域的硬件和軟件投入力度，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)擴大醫(yī)學(xué)教育對真實數(shù)據(jù)的獲取，促進智能產(chǎn)品在醫(yī)學(xué)教育中的發(fā)展和應(yīng)用。建立醫(yī)學(xué)教育與人工智能產(chǎn)業(yè)的對話平臺和機制，加強醫(yī)學(xué)教育專家與計算機工程師之間的溝通。

（3）加強對人工智能醫(yī)學(xué)教學(xué)應(yīng)用方法的宣傳、培訓(xùn)及應(yīng)用效果的評價。完善的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測和評價是提高教學(xué)質(zhì)量的保證，基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測和評價可以在日常教學(xué)過程中實時進行。通過對大量反饋信息的分析，進行階段和結(jié)果評價，從而嚴(yán)格控制教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)生提供保障。高等醫(yī)學(xué)教育具有課程多、學(xué)習(xí)系統(tǒng)長、實踐性強、專業(yè)綜合性強的特點。在教育監(jiān)測和評價系統(tǒng)中，將人工智能評價與傳統(tǒng)的師生互動有機結(jié)合起來，解決臨床實踐場所分散和監(jiān)測困難的問題。

面對全球人工智能的發(fā)展，尤其在高等醫(yī)學(xué)輔助教育中，人工智能技術(shù)正在發(fā)揮著越來越重要的作用，需要更完善的政策和制度來提供幫助。在支持和推進已有政策的基礎(chǔ)上，各級政府和各大院校應(yīng)積極做好進一步規(guī)劃，以適應(yīng)人工智能的發(fā)展。醫(yī)學(xué)教育工作者應(yīng)積極應(yīng)對人工智能帶來的變化，更廣泛地將智能教育方法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教育中，促進醫(yī)學(xué)教育的改革，推廣人工智能醫(yī)學(xué)教育，促進智能醫(yī)學(xué)教育的發(fā)展。

5 結(jié)語

人工智能在醫(yī)學(xué)教育與實踐中的實施是一個很有前途的發(fā)展領(lǐng)域，與其他現(xiàn)代基因組學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和遠程醫(yī)療領(lǐng)域相輔相成，共同迅速發(fā)展?？茖W(xué)進步要求制定改善現(xiàn)代醫(yī)療健康的解決方案，而目前醫(yī)療衛(wèi)生政策應(yīng)首先解決人工智能與醫(yī)學(xué)發(fā)展相關(guān)的倫理和資金問題。未來，人工智能不僅不會取代醫(yī)生、學(xué)生或醫(yī)學(xué)教育，還將為其開闊視野。圖靈說“我們只是向前眺望了一小段路，卻清楚地看到那有許多大有可為之事”[22]，未來人工智慧在醫(yī)學(xué)教育中的想象空間，今天也才只是剛拉開了大幕的一角而已。