人工智能在護理領域的應用及思考

陳瑜

(復旦大學護理學院內科教研室，上海 200032)

人工智能(Artificial intelligence,AI)是在計算機科學、控制論、信息論、神經心理學、哲學、語言學等多種學科研究的基礎上發展起來的一門綜合性很強的交叉學科[1]。它經歷了70多年的發展，從1956年以前的孕育期、1956年的誕生期、之后的黯淡期到1970年開始的知識應用期和1986年至今的集成發展期，應該說發展速度越來越快[2]。伴隨著龐大的大數據支撐和科學技術的發展，現今已成為一些國家科技發展的戰略制高點。AI已經涉足許多行業和領域，其中，在醫學領域的發展尤為迅速，近幾年備受關注。它已經深入到醫學領域的各個環節，比如虛擬助理、醫學影像、藥物挖掘、營養學、醫院管理、健康管理、精神疾病、可穿戴式設備、風險管理、病理學和臨床診療等[3]，對傳統醫療行業帶來了很大的沖擊和變革，對護理領域也勢必會造成很大影響。筆者就AI在護理領域的基本狀況做一概覽，并在此基礎上探究AI時代對護理的機遇和挑戰，旨在提高護理人員對AI的認識，以更好地應對AI時代。

1 AI的概述

AI在1956年美國召開的一次學術會議上被提出，從字面上理解是生產一種能夠擁有像人一樣智能的機器，但它的概念至今尚未取得一致。美國麻省理工學院的Winston教授將AI定義為研究如何使用計算機去做過去只有人才能做的智能工作[2]。美國斯坦福大學AI研究中心的Nilson等學者認為，AI是通過模擬人類的方式，記錄、積累、再現和運用知識的學科。世界頂級AI專家、日本AI學會倫理委員長松尾豐教授認為AI是用人工方法制作的類人智能[1]。這些概念反映了科學界對AI的基本認識和理解。半個多世紀以來，AI的發展呈波浪式前進。英國著名數學家和邏輯學家艾倫·圖靈提出了圖靈測試和圖靈機的思想，影響了AI發展的軌跡。“深度學習”的概念和方法的提出，使得AI得以復興和繁榮。Alpha Go的研制和比賽勝利是AI質的飛躍，使其與原子能科技、空間技術一并被譽為20世紀三大科學技術成就[1,4]。

2 AI在護理領域的應用

AI在醫療領域逐漸被大范圍地應用于疾病診斷、病例分析、新藥研發等。目前最著名的決策支持系統是超級電腦Watson，它能輔助醫生進行智能診療[5]，極大提高了診療的精準化和個體化。AI在護理領域的應用目前主要表現在患者轉運、靜脈治療、疾病護理、病房管理、延續性護理以及老年護理等方面，給護理工作帶來了新的變化。

2.1AI在物品傳送和患者轉運中的應用 中國科學院自動化研究所開發的“非典”助手機器人、哈爾濱工程大學研制的護士助手機器人等傳送機器人，可借助傳感器、無線網絡與醫院中央系統連接，由傳感器探測物體，按照事先輸入的地圖信息確定行走路線和修正運送路線，完成送餐送藥、運送醫療器械和設備、傳遞實驗室檢查標本等活動，減少了護理人員在物品傳遞上花費的時間[6]。患者轉運是臨床護理工作中的一項重要內容，也是造成護理人員肌肉骨骼損傷的重要原因之一。日本一些公司、醫院研發使用的多款轉運機器人，可將臥床患者轉移到輪椅上，協助患者站立進行其他活動，有效完成臥床、術后和癱瘓患者的轉運任務，降低護理人員的體力負擔[7]。

2.2AI在靜脈治療中的應用 上海市仁濟醫院日間化療中心嘗試使用機器人護士進行配藥。護理人員只要從電腦中調取患者需要的處方二維碼，并準備好藥劑、輸液袋等設備，機器人護士就會在完成掃描后立即進行配藥。它會按照設置來確認每瓶藥的定量配置，同時上面完整的患者信息、藥品名稱以及具體用法都標得清清楚楚。整個過程僅花費1 min，快速又精準[7]。廣州市南方醫科大學南方醫院也引進了智能靜脈用藥配置機器人進行藥液配置，該機器人通過一系列自動化機構實現裝藥、藥瓶檢測、扳斷、抽吸、注液等操作功能，還具有設置、環境控制、信息記錄、視頻監控、廢物清理和回收等功能[8]。與傳統的人工配藥相比，機器人配藥的效率大大提高，藥物殘留率和配藥錯誤發生率明顯下降，差異具有統計學意義。此外，也極大減少了護理人員由于配藥環節造成的職業損傷。靜脈輸液是護理工作中最常見的操作，護理人員通常需要遵醫囑或根據患者情況手動變更輸液速度。美國研發的自動流體管理系統利用AI的深度學習技術，通過監測患者身上持續發生的對靜脈輸液流量控制的反應，繼而學習隨時調整流量，可避免由于滴速調整不及時而造成的不良反應，也減輕了護士的工作量[9]。

2.3AI在臨床疾病護理中的應用 在美國一些醫院的ICU，一款學習工具可以基于患者使用呼吸機的數據辨識出不同類型的人機不同步，將信號及時發送給護理人員或呼吸治療師，從而早期發現并解決患者的“人機對抗”問題，保證了患者的安全，減輕了患者的痛苦和焦慮[9]。手術機器人的出現改變了傳統的圍手術期護理操作，對護理措施提出了更高的要求。目前，臨床應用最廣泛的是達芬奇手術機器人輔助微創外科手術，患者及家屬通常對該手術方式缺乏了解，顧慮手術的安全性、有效性和費用，因此會產生更多的緊張、焦慮甚至恐懼感[10]。這就要求護理人員在術前更加注重對患者的心理護理，除了常規的術前宣教內容外，尤其要著重介紹達芬奇機器人手術的先進性和安全性，使患者能積極地配合手術。機器人手術相比傳統手術而言時間更長，對術中護理的要求更高，需要護理人員執行針對性、規范化和精細的護理[11]。此外，護理人員要能夠掌握機器人的基本使用步驟，滿足術者對器械臂、鏡頭等角度的調整，還要掌握對機器人的清洗和消毒步驟，對于出現的問題、故障能給予基本的解決，以更好地配合手術，保證手術的順利進行[12]。由于手術創傷小、出血少，患者術后并發癥的發生率降低，恢復快，住院時間縮短。因此，術后快速康復護理成了護理工作的新內容[13]。

2.4AI在病房管理中的應用 美國Thomas Jefferson大學醫院在2016年推出了由IBM Watson物聯網支持的智能病房[9]。該病房通過IBM的認知計算和自然語言性能，使患者能向周圍的護理人員要求某類具體信息的提供和行動協助，甚至可以自己發出口令，實現燈光、溫度的調節和開啟音樂的調節，從而營造舒適的病房環境。該病房還可與患者進行對話，進一步協助護理工作。無獨有偶，新加坡的一些醫院引進了一款智能機器，患者只需向機器發出口號，就能控制室內燈光和電視頻道，也可自行詢問體檢結果和進行餐飲選擇[14]。這類AI的出現能減輕護理人員瑣碎雜務負擔，減輕醫院的繁忙氣氛給患者及家屬帶來的焦慮感，提高患者體驗。以色列等地的醫院使用了一款名為Ginger的機器人，它能將醫療機構中的護理人員資源調配進行數據化，從而在任務調配中找到資源的最優配置，可幫助護理管理者在復雜情況下進行決策，為護理人力資源的使用提供建議[15]。

2.5AI在護理決策中的應用 護理決策是護理工作中最復雜的部分，指護理人員從自身知識積累、經驗和本能出發，對一個病例從生理、社會等多方面進行分析后確定護理問題、制定護理措施的過程[16]。很多護理人員在進行決策時都會承受很大壓力。基于AI技術的護理決策系統，能有效導出相似癥狀的護理診斷的判別準則，輔助護理人員做出護理診斷，提高準確度，縮短護理決策時間，使得護理工作滿意度明顯提高[17]。西班牙的一項研究將決策系統嵌入到機器人體內，使得機器人可以從與患者的對話中識別護理目標，做出護理診斷，進而給予患者個性化的護理措施[18]。

2.6AI在康復和慢性病管理中的應用 隨著康復護理的發展，康復機器人的應用越來越廣泛。美國、瑞士、日本、以色列等國家研制出了上肢康復機器人系統、Lokomat下肢康復機器人、穿戴型助理機器人系統、下肢助動外骨骼等幾款智能康復機器人，可以幫助患者進行關節、肢體的功能康復和步態訓練，從而改善肢體功能，對患者的生理、心理的健康重建發揮了重要作用，大大促進了預后[6]。

糖尿病、高血壓等慢性病的發病率越來越高，慢性病的管理已成為一項重要的護理工作。將AI與醫療設備、移動計算和傳感器技術等最新技術相結合，護理人員通過對健康數據實時采集、分析和處理，評估疾病風險，給出個性化、精確化基本管理方案，以提高患者生活質量[19-20]。對于慢性病患者的隨訪，由于目前人力資源缺乏，無法滿足所有患者的需求。AI打破了長期隨訪在時間和空間上的限制，2017年，海寧市中心醫院首次應用AI隨訪助手，采用聲紋預測思維算法，語言識別準確率高達97.5%[20]。這樣的隨訪方式將提高隨訪效果和患者的自主性。

2.7AI在老年護理中的應用 隨著世界人口老齡化趨勢的日益加重，日本、英國、德國等一些國家研發了多款智能養老機器人，比如行動型輔助機器人、日常照顧型機器人、情緒調節型機器人、按摩型機器人、康復機器人及飲食護理機器人等[21-22]。這些機器人主要用于養老機構和居家高齡、獨居或殘障老人，部分代替或輔助護理人員提供日常生活護理、康復護理、心理護理、疾病監測與癥狀控制等護理服務，旨在提高老年人獨立生活能力，增強他們的社會互動，減少消極情緒，提高生活質量。AI的應用在一定程度上緩解了專業護理人力資源缺乏帶來的壓力，減輕了護理負擔，還可以改善護理服務的質量。

3 AI時代給護理發展帶來的機遇

科學是人類社會進步的催化劑，AI結合物聯網、機器人等技術構建出一個整合的信息物理世界，它的快速發展，助力人類實現很多以前看來以及目前看來“不太可能”的事情。當各種AI技術在醫療機構普遍應用時，它給護理的發展帶來了機遇。

3.1優化護理評估流程，提高評估精準性 護理評估是護理程序的第一步，護理評估的科學、全面、精準，對于提高臨床整體護理質量具有重要影響。AI時代，所有醫療護理知識和經驗將有可能匯集在一個超級機器人身上，通過精準整合各種醫療、護理相關數據，利用標準化、云平臺等技術手段最終形成健康大數據[23]。護理人員可以利用這些大數據，第一時間掌握患者的信息，有效做好護理評估，為護理措施的實施提供依據。這樣的評估流程極大減少了人為的主觀性，提高了評估的準確性，也減輕了護理人員的工作量。

3.2緩解護理人力資源緊張，提升護理服務水平 我國護理人力資源缺乏的問題比較嚴重，未來AI的技術應用一旦獲得突破，就可以在相對較短的時間內訓練出無數具備相關技能的AI護士，以此緩解人類護理人員短缺的問題。隨著AI的發展，各種信息化管理系統的使用將使得護理人員從重復操作、手工書寫、人工核對等低效率、機械性、重復性的工作任務中解放出來，從而有更多的時間和精力為患者提供專業的護理，真正做到以患者為中心，提供優質護理服務[24]。相比人的學習速度和成本，AI可以極大提高工作效率，而且可以更進一步處理、挖掘數據，從而幫助護理人員更好地掌握患者信息的個體化和差異化，從人群整體特征和個體特性兩方面通過智能分析、整理、歸納、總結出疾病的預防、治療和護理，提升護理服務水平[23]。

3.3重構護理服務模式 目前的護理服務模式圍繞實體性的醫療機構開展，護患雙方的交流與互動點對點進行。在AI時代，護理人員可以通過智能的可移動設備和可穿戴式設備時時監測人們的健康狀況，以早期識別疾病，提前給予健康提示和專業建議，并根據評估結果給予護理干預，有效將護理服務前移至院前。患者也可能在健康出現異常時，通過AI系統或平臺進行訪問，由護理人員對自己的健康狀況進行預評估，再決定后續的處理措施。這樣的護理服務模式使得患者對實體醫療機構的依賴程度大大降低，護患間的溝通和交流將更加順暢并隨時隨地進行[23],使護理問題的解決空間更廣泛、形式更多樣。護理工作也將逐步邁向自動化和智能化，工作重點逐步轉變為“決策實施一體化”。

4 AI時代對護理的挑戰

4.1AI的發展將引發護理領域變革 每一位護理人員都要做好工作理念轉變的思想準備。從理論層面上，要對護理及其內在信念、價值、假設和一些概念框架做重新定義[25]。在實際工作中，必須學習先進儀器、設備的操作，對這些AI產品有一定了解和認識，護理措施和內容也要隨之改進。某些關鍵技術的突破在短短幾年間就會讓一些職業退出歷史舞臺，護理人員如果不做好這樣的思想準備，不學會接受新事物、適應新時代的發展，將有可能會被AI所替代或者成為AI的助理，這也是一直以來人們所擔憂的AI對醫療行業造成的沖擊[20]。護理人員需要不斷提升自身業務能力，拔高專業知識的深度和廣度，努力成為專家型護士，還要注重社交能力、溝通能力、協商能力等人情練達的藝術，在變革中做到可持續發展。此外，護理人員還要提高創造力，主動參與到AI技術的創造中，讓AI為護理服務。

4.2AI的發展將推動“技能偏好型科技變革” 擁有數字技能的人才將特別受到重視，財富分配也將向這些具備合適技能的人才聚攏[26]。國務院下發的《新一代AI發展規劃》中提出，要從中小學教育開始，建立未來數據科學家和工程師儲備庫。這樣的形勢要求護理人員堅持新時代的轉型學習，除了提高護理專業知識外，有必要做好數學、統計、計算機、法律等知識的儲備，因為AI在護理領域的應用涉及到計算機、倫理學、法學等不同學科的交叉，需要多學科共同合作，以解決不斷涌現的各種問題[27]。

4.3AI的發展對護理教育提出了新的要求 護理人才的培養目標、培養模式以及課程設置都要適應AI時代[28]。護理人才培養目標要融入AI要素，讓掌握和自主運用信息工具成為護理人才的基本能力。培養模式要適應AI發展節奏，融入相應元素。課程設置中需增加AI相關內容，讓學生了解AI發展動態，提高他們對AI的認識度和利用水平。

5 小結

AI在護理領域的發展趨勢已然勢不可擋，它從生產力層面是對傳統護理行業的變革，從形式上講是護理領域的一種技術創新，改造的是護理領域的供給端[8]。這些改造和變革可以說是顛覆性的，對現有的護理服務內容、服務模式等造成一定的影響，也帶來了發展機遇，同時也對護理領域如何應對這些改變帶來挑戰。這是一個任重而道遠的過程，需要政府、醫療衛生行業、AI公司和公眾各方配合和推進，讓AI發揮最大作用，最大化體現護理人員的價值，安全、有效促進人類的健康。