人工智能技術在新型冠狀病毒肺炎疫情防控工作中的應用及啟示

蔡耀婷，宋錦平

（四川大學華西醫院,四川610041）

2019 年12 月，新型冠狀病毒肺炎病例在武漢出現，2020 年1 月20 日，國家衛生健康委員會將新型冠狀病毒肺炎納入《中華人民共和國傳染病防治法》規定的乙類傳染病，并采取甲類傳染病的預防、控制措施[1-2]。截至2020 年2 月12 日24：00，全國新型冠狀病毒肺炎確診病例52 526 例，死亡1 367 例[3]。面對疫情全面暴發的嚴峻形勢，醫療防護物資緊缺，醫護人員高強度負荷，疫苗和新藥亟待研發，公眾居家恐慌，疫區優質醫療資源匱乏等,人工智能（artificial intelligence，AI）利用虛擬現實技術，在疫情防控的關鍵作用逐漸顯現，如機器人配送物資，5G 網絡查房問診，大數據助力新藥研發，遠程醫療會診，智能篩查疑似病例，云平臺辦公和在線學習。本研究對人工智能技術在此次疫情中的實際應用進行綜述，旨在凸顯人工智能在疫情防控中的優勢，為今后人工智能在醫學領域的廣泛應用提供參考。

1 概述

人工智能是計算機科學的一個分支，由計算機科學、信息學、語言學、控制論、心理學、語言學等多學科相互融合發展起來的，旨在對人的思維、學習、知識儲存過程進行模擬和系統應用[4]。人工智能技術企圖通過挖掘智能的實質，生產出新的類似人腦且能做出快速反應的機器，涵蓋算法、芯片、軟硬件平臺和應用[5]。

人工智能的核心是算法，基礎是數據及計算能力，該領域的主要研究包括自然語言、機器學習、圖像識別技術、語言識別技術、神經網絡學習等[6-7]。隨著人工智能技術的逐漸成熟，開展智慧醫療成為醫療領域的熱點，也是今后發展和優化醫療服務的趨勢[8]。目前，該技術在我國醫療健康領域的應用才剛剛起步，并未廣泛投入使用，此次新型冠狀病毒肺炎疫情的防控，給人工智能技術的開拓應用提供了一個實戰平臺，讓我們看到了人工智能技術在醫療領域的巨大潛力和重大價值。

2 人工智能技術在新型冠狀病毒肺炎疫情防控中的應用

2.1 醫療輔助機器人 醫療輔助機器人的開發應用一直是人工智能在醫療領域應用中備受關注的一大領域[9]。廣東省人民醫院在抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情防控工作中引進了2 名機器人“新員工”，主要承擔送藥、送餐、回收被服和醫療垃圾、實時影像監控病區動態等工作；它們集成先進的無人駕駛技術，可自主識別地圖和工作環境，自主避開障礙物，實現點對點的物資配送，每臺機器人相當于3 名配送員，減少了醫務人員進入隔離區的頻次，在提高配送效率的同時降低了臨床工作人員交叉感染的風險。火神山醫院投入使用了一批醫療服務機器人——“豹小弟”，它們分工明確，承擔著紅外測溫、發熱問診、引領病人、初步診療、化驗單遞送、藥品運輸等工作，代替了醫護過程中簡單重復且耗力的工作，在減輕醫護人員工作量的同時，減少了醫護人員在診療過程中交叉感染的機會。這次疫情中投入使用的不止是醫療機器人，還有物流機器人，京東物流的智能配送機器人、蘇寧的無人智慧物流倉在武漢市醫療物資的打包、分揀、配送中發揮了高效的作用。

2.2 大數據分析 我國經歷了嚴重急性呼吸綜合征（SARS）、甲型H5N1 禽流感、甲型H1N1 流感疫情等突發公共衛生事件，此次新型冠狀病毒肺炎疫情的防控工作雖然挑戰艱巨，但比以往任何一次疫情所能調動的科技資源的水平都高，大數據技術的應用為新型冠狀病毒肺炎疫情的防控工作提供了數據支撐，利于國家疫情防控工作制定精準、有效的決策，實時識別和監控高危人群，避免了疫情的進一步擴散。另一方面，疫情數據的實時動態更新和公開發布，避免了謠言及公眾因不了解實情相互猜疑引起的恐慌。面對節后復工這一節點的來臨，各省市政府機構都在積極利用大數據技術，精準掌握各疫區人員的流動動態，定向指導各類人群的風險識別，合理安排居家隔離及至醫院就診。此外，大量的數據分析也為此次新型冠狀病毒肺炎新藥和疫苗的研發提供了數據支持，利用人工智能的超大計算力，為大規模文獻篩選、病毒基因測序、蛋白篩選等研發工作節省了研發時間。醫療衛生及互聯網領域專家表示，利用互聯網大數據對重大公共衛生突發事件進行群防群控，是未來疫情防控的關鍵手段和重要支撐。

2.3 遠程醫療 遠程醫療以遠程信息（包括影像、圖片、文字、音視頻）的傳送和交流為主，從“互聯網+”的概念來看不算新技術，但由于醫療體制和技術本身的限制，在醫療領域并未廣泛應用[10]。此次疫情下遠程醫療系統的應用讓我們看到了它不可估量的價值。面對新型冠狀病毒肺炎疫情的不斷蔓延，被隔離的病人陷入了極度的恐慌和焦慮情緒，將遠程醫療系統引入病區，展現出不可估量的應用價值。①寬慰病人：隔離病人需要的更多是被安慰和關心，醫生通過遠程醫療設備進行遠程查房，除了了解病人病情，更多的是同病人交流，給予適當人文關懷，減輕病人的恐慌和抵觸情緒。②緩解物資緊缺：遠程診療可以減少醫務人員同病人的直接接觸，減少防護用品的使用，緩解防護物資的緊缺。③遠程會診：基于5G 網絡，疫區的新型冠狀病毒肺炎急重癥病人通過遠程醫療向其他省市臨床醫療中心尋求幫助，獲取了遠程診療意見，實現了優質醫療資源的互通。由此可見，遠程醫療的有序開展有利于優化隔離病房的病人管理，安撫隔離病人的緊張情緒，促進優質醫療資源下基層，更好地普及醫學知識，進行專業的心理疏導，從而緩解公眾的緊張情緒。

2.4 人工智能檢測 此次疫情防控期間，人工智能測溫儀也因地制宜，投入使用。它通過溫感攝像頭、人臉識別、熱成像體溫檢測系統，能夠在2 m 內快速采集體溫，并將身份信息和體溫匹配形成數據表，一旦識別出疑似發熱者，系統便會自動報警，幫助工作人員及時、準確鎖定發熱人員。人工智能測溫儀可以在1 min 內實現200～300 人同時通過單行道進行快速體溫檢測，同時升級了人臉識別系統，即使被檢測者佩戴口罩，也能實現快速篩查。目前已在部分醫院、火車站、機場等人群密集場所投入使用，具有高效、安全、可靠等特點，能夠節省人力，減少體溫監測人員的感染風險，滿足了疫情防控的需要。此外，一些輔助診斷的智能評價體系也正式上線，如上海公共衛生臨床中心應用的新型冠狀病毒肺炎智能評價系統，從新型冠狀病毒肺炎病人CT 影像中提取智能參數，可對肺炎嚴重程度進行自動量化評估，為醫生評估CT 影像提供參考。

2.5 云平臺 當前疫情形勢嚴峻，減少外出、避免人員聚集是對疫情傳播最有效的遏制，在疫情防控的總體部署下，出現了新的辦公和學習模式，眾多企業在節后復工時采取遠程辦公模式，單位通過云平臺組織網絡會議，員工通過云平臺進行居家辦公；此外，教育部也連續下發通知，要求延期開學并開展網上教學，老師和學生通過線上教學、云課堂實現師生間的在線學習和交流。

3 啟示

此次新型冠狀病毒肺炎的確診人數已經超過了SARS，而且新型冠狀病毒肺炎的潛伏期較長，傳播力也較SARS 強，但值得慶幸的是，我國現在的科學技術水平已遠超SARS 時期，可以調動更廣闊、更先進的科技資源和技術力量。人工智能技術的應用在抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情中發揮了積極作用，它不再只是停留在人們概念里的高新技術，從醫療輔助機器人、大數據分析、云計算、遠程醫療、智能檢測的設想到變為一個個切實可行的案例，人工智能彰顯了它在醫療領域廣闊的應用前景。隨著人口老齡化的出現和慢性病病人數量的逐年上升，公眾對醫療健康的需求不斷增加，人工智能在臨床的應用能夠解放人力、提高效率，讓有限的醫療資源發揮最大的價值。