佘守章, 俞衛(wèi)鋒

1廣州市第一人民醫(yī)院手術麻醉中心(廣東廣州 510180); 2上海交通大學醫(yī)學院附屬仁濟醫(yī)院麻醉科(上海 200127)

醫(yī)學發(fā)展與時代科技進步息息相關,臨床監(jiān)測(clinical monitoring)技術體現(xiàn)了現(xiàn)代醫(yī)學與生物工程、計算機技術與新材料的緊密結合,更是現(xiàn)代醫(yī)學與科技完美結合的載體之一[1]。臨床麻醉是為患者提供精準的鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛和麻醉,要做到個體化的精準麻醉管理,臨床監(jiān)測是基礎,只有通過監(jiān)測-分折-調控,方能達到精準麻醉[2]。正如鐘南山院士在2005年人民衛(wèi)生出版社出版的《臨床監(jiān)測學》第一版專著中題詞所述“為臨床提供準確的監(jiān)測,為治療提供可靠的依據(jù)”[3]。麻醉學是具有藝術特征的臨床學科,臨床監(jiān)測則是麻醉學科的精髓,規(guī)范的臨床監(jiān)測標準是提高麻醉質量的重要工作。

1 什么是臨床監(jiān)測智能化

臨床監(jiān)測定義為通過醫(yī)療設備對患者生命指標及生理參數(shù)進行快速、動態(tài)、反復甚至是連續(xù)的物理檢測或化學檢驗,以數(shù)據(jù)或圖像形式呈現(xiàn)出來,為臨床醫(yī)師提供評估、診斷和處理信息的一門技術。智能化依托的人工智能是一種可以模仿人類的智力構建計算機系統(tǒng)的科學。臨床監(jiān)測智慧化是在上述定義的基礎上,根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)或圖像進行計算機自動快速分析、在網絡上智能形成報告,并且將數(shù)據(jù)或圖像報告儲存在醫(yī)院的HIS系統(tǒng)中,實現(xiàn)數(shù)字/圖像云端化、信息互通共享,方便醫(yī)師通過云平臺了解診斷結果和治療方案,為醫(yī)師分析診斷提供可靠的信息,為治療提供有效的依據(jù)。臨床監(jiān)測智慧化是實現(xiàn)快速精確診斷、安全舒適治療的核心,是實現(xiàn)對患者全方位、無間斷、準確的生命體征和康復質量監(jiān)測的記錄。

2 臨床監(jiān)測智能化的優(yōu)勢

臨床監(jiān)測學在智能化創(chuàng)新發(fā)展道路并不是一帆風順的,以心音的檢測作為一個案例。以前心音的判斷主要是靠聽診,聽診從最初學習階段,就要花大力氣,在老師的講解下認真實踐、反復練習,辨別患者胸前區(qū)聽診到的是什么樣心音,摩擦音抑或是隆隆樣雜音?每一種雜音反映心臟瓣膜存在的是什么問題極為復雜。由于各位醫(yī)師聽診的水平不一致,醫(yī)師僅憑心音聽診很難及時全面了解患者心臟功能狀況和心臟瓣膜病理生理的變化,而且聽到的心音無法真實地被留存下來。

心音是心臟機械運動產生的振動信號,其特征性改變與心臟瓣膜、腔室的功能或結構異常密切相關,故心音對心血管疾病早期診斷有重要價值。心電心音同源同步檢測智能分析技術(簡稱:AI-PECG)是一項人工智能技術的診斷系統(tǒng),運用專有的傳感器和數(shù)學算法,整合心電心音量化參數(shù),為臨床提供全方位、全信息、立體化的心臟功能數(shù)據(jù)。相較單一信號源參數(shù),AI-PECG能更全面、更準確地發(fā)現(xiàn)心律失常、心肌缺血、瓣膜功能異常等疾病。其提供5項結果(常規(guī)十二導心電圖、心音圖、短程心率變異性、心室晚電位、心功能)的智能分析報告,可為冠心病患者進行風險再評估[4-5]。

患者自控鎮(zhèn)痛(patient controlled analgesia,PCA)是一種經麻醉科醫(yī)師根據(jù)患者疼痛程度和身體情況,預先設置鎮(zhèn)痛藥物的劑量及機器參數(shù),再交由患者“自我管理”的一種疼痛治療技術。在傳統(tǒng)PCA基礎上,融合物聯(lián)網和人工智能的創(chuàng)新鎮(zhèn)痛系統(tǒng),被稱作智能化PCA(artificial intelligence PCA,Ai-PCA)。Ai-PCA配備遠程監(jiān)測、智能警示、智能分析與評估等功能,能夠自動記錄并儲存自控鍵按壓頻率和背景劑量等信息,顯著延長了醫(yī)囑執(zhí)行時間,實現(xiàn)了術后鎮(zhèn)痛過程的動態(tài)管理。Ai-PCA讓患者術后無痛和分娩期間更為舒適,提升圍麻醉手術期的整體診療水平,則是一個非常典型的臨床醫(yī)學智慧化技術之案例[6-9]。

術中低血壓,即收縮壓較基線降低20%或平均動脈壓低于65 mmHg,是圍術期最常見的并發(fā)癥之一。由于低血壓會影響重要器官的灌注和氧供,其發(fā)生可增加術后心肌梗死、腎功能損害、腦缺血等并發(fā)癥的風險并增加術后死亡率[10]。如何盡早發(fā)現(xiàn)和及時處理低血壓是關鍵。Wijnberge等[11]在一項RCT研究中比較了機器學習衍生的術中低血壓早期預警系統(tǒng)與標準臨床管理對于擇期非心臟手術期間術中低血壓程度和持續(xù)時間的影響;該項預警系統(tǒng)不但提供低血壓預警,還根據(jù)不同參數(shù)標準提示低血壓的原因(血管擴張、血容量不足或心肌收縮力不足),使針對前負荷、后負荷和心肌收縮力變化的循環(huán)管理有的放矢,研究結果顯示,人工智能預警系統(tǒng)顯著減少了患者發(fā)生低血壓的中位時間;是否改善患者預后則需要進一步研究證實?；诔掷m(xù)無創(chuàng)動脈壓實時監(jiān)控,可以建立一種算法來預測低血壓事件,提醒臨床醫(yī)師提前進行干預,從而減少相關不良事件發(fā)生[12]。

新時代的監(jiān)測技術不斷改進,無線智能監(jiān)測和人工智能技術等脫穎而出,應用領域正在逐步擴大,極大地豐富了臨床監(jiān)測的內涵,網絡信息化、人工智能(AI)、虛擬現(xiàn)實(VR)技術進入臨床監(jiān)測領域,使監(jiān)測大數(shù)據(jù)信息獲取和智能化分析更加完善。目前臨床監(jiān)測方面的新知識、新理論、新技術、新方法不斷涌現(xiàn),加強臨床監(jiān)測智能化,有利于提升臨床監(jiān)測水平,不斷提高患者的安全性,從而及時發(fā)現(xiàn)患者的異常情況,降低并發(fā)癥的發(fā)生率[13]。

3 臨床監(jiān)測智能化的未來

臨床監(jiān)測智能化的未來,隨著新時代計算機-網絡-智能化的快速發(fā)展,監(jiān)測技術也不斷推陳出新,其計算技術包括自然語言處理、機器學習及其細分下的深度學習、強化學習等體系。ChatGPT是一種基于自然語言處理技術,可以與人類進行自然、流暢的對話,幫助人們解決問題、獲取信息甚至進行情感交流,尤其是在腫瘤檢測、器官移植、基因組學分析、藥物篩選和靶向設計、臨床診斷、病理診斷、基因編輯技術、疾病智能診斷、電子病歷管理等臨床醫(yī)學科研方面實現(xiàn)更加人性化和高效的醫(yī)療服務,提升科研能力。國內華為推出的盤古AI大模型、科大訊飛推出的新一代認知智能大模型等,其擁有跨領域的知識和語言理解能力,能夠基于自然對話方式理解與執(zhí)行任務,從海量數(shù)據(jù)和大規(guī)模知識中持續(xù)進化,實現(xiàn)從提出、規(guī)劃到解決問題的全流程閉環(huán),對于發(fā)展中國未來獨立自主的臨床監(jiān)測智能化系統(tǒng)很有幫助。國內一些三甲醫(yī)院已經開始利用AI搭建服務于醫(yī)療系統(tǒng)的模擬訓練模型和醫(yī)院內部知識庫的構建,以支持院內的醫(yī)療、教育和科研工作,提升臨床研究效率。發(fā)展臨床監(jiān)測智能化的另一原因也是因為既往臨床指南基于RCT等研究結果,在真實世界中的外推應用是受限的,不符合臨床實際。這就需要應用到大數(shù)據(jù)平臺,包括對監(jiān)護儀、床旁監(jiān)測、電子病歷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行整合,繼而采用機器學習等方式來建立術中高危事件、不良預后的預測模型,并進行實時干預,這些是以往基于小樣本量、依靠回歸分析技術等統(tǒng)計學分析所做不到的。圍麻醉手術期智能化監(jiān)測目前主要有以下3個應用領域:(1)確認高?；颊?(2)并發(fā)癥的早期識別;(3)及時有效的治療措施[14]?；谀X電圖、各類疼痛指數(shù)、肌松程度監(jiān)測的深度學習模型已用于開發(fā)自動閉環(huán)麻醉輸送系統(tǒng),可實時監(jiān)控患者情況[15-16]。AI正在全面介入臨床監(jiān)測調控領域,使之成為真正的穿戴監(jiān)測設備,使未來的監(jiān)測技術將更加完美智能和個性化,臨床監(jiān)測智能化提供更多更詳細的大數(shù)據(jù)長期儲存在醫(yī)院HIS系統(tǒng)中。

目前智能化臨床監(jiān)測的發(fā)展也遇到一些問題,如可能是因為醫(yī)療數(shù)據(jù)受相關部門嚴格監(jiān)管,公共網絡上缺乏規(guī)范化的信息源,有人發(fā)現(xiàn)ChatGPT系統(tǒng)提供的決策建議,甚至文獻支持可能是虛擬的或是碎片化的[17]。另外,基于AI提供的信息類似于黑盒系統(tǒng)的輸出端,往往缺乏理性及邏輯上的解釋。而且目前很多算法只是通過特定人群、在有限的數(shù)據(jù)集上進行測試的,模型存在過擬合現(xiàn)象,故其泛化應用有限。在嚴格監(jiān)管下對醫(yī)療數(shù)據(jù)進行整合、共享,同時讓醫(yī)療人員進行相關培訓可能是未來的一種發(fā)展方向[18]。

國家大力提倡人工智能。未來的臨床監(jiān)測將是由有線向無線、穿戴式、智能化方向發(fā)展。未來麻醉人工智能化,其臨床監(jiān)測智能化是基礎、智慧化是愿景追求。期待加強臨床監(jiān)測智能化應用研究,不斷提升醫(yī)師的臨床大數(shù)據(jù)分析能力;期待國內專家學者能夠把更多的臨床監(jiān)測調控技術發(fā)明專利轉化為創(chuàng)新產品,使我國未來獨立自主的臨床監(jiān)測調控技術更加智能,展示中國醫(yī)師的智慧;期待更多的同道投身于臨床監(jiān)測智能化技術的發(fā)展和進步中。為了實現(xiàn)從“麻醉大國”到“麻醉強國”學科發(fā)展的目標,為了“人民至上、生命至上”的理念,為了滿足人民美好生活的需求做出更大貢獻[19]。

利益相關聲明:所有作者聲明無利益沖突。

作者貢獻說明:佘守章負責策劃、完成文獻資料的收集整理和分析、論文撰寫;俞衛(wèi)鋒負責策劃、補充論文內容、審校和終審定稿。