大語言模型GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中的應用探析

[摘要]"隨著科技的進步，以自然語言處理為代表的人工智能技術快速發(fā)展；大語言模型GPT-4的準確性較前幾代得到顯著提升，應用范圍不斷擴大。本文從GPT-4技術角度出發(fā)，結合國家智慧醫(yī)院建設相關政策及精神專科醫(yī)院的重要性，對GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中的智慧醫(yī)療、智慧服務、智慧管理3個應用場景進行分析和闡述；并對智慧醫(yī)院系統(tǒng)架構進行設計；闡述GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中存在的問題，并提出應對策略。

[關鍵詞]"人工智能；大語言模型；GPT-4；智慧醫(yī)院

[中圖分類號]"R319""""""[文獻標識碼]"A""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2024.33.017

Application"analysis"of"large"language"model"GPT-4"in"the"construction"of"intelligent"psychiatric"hospitals

LI"Guanhua，"CHI"Rui，"SUN"Siwei，"HE"Yong

Information"Construction"Office，"Peking"University"Sixth"Hospital，"Beijing"100191，"China

[Abstract]"With"the"advancement"of"technology，"artificial"intelligence"technologies"represented"by"natural"language"processing"had"developed"rapidly."Compared"with"previous"generations"of"large"language"models，"the"accuracy"of"GPT-4"had"been"significantly"improved，"and"its"application"scope"continued"to"expand."This"article"started"from"the"perspective"of"GPT-4"technology，"combined"with"relevant"policies"for"the"construction"of"national"smart"hospitals"and"the"importance"of"psychiatric"hospitals，"analyzed"and"elaborated"on"three"application"scenarios"of"GPT-4"in"the"construction"of"smart"hospitals"for"mental"health，"included"smart"healthcare，"smart"service"and"smart"management;"And"designed"the"architectures"of"the"smart"hospital"systems;"Subsequently，"the"problems"of"GPT-4"in"the"construction"of"smart"psychiatric"hospitals"were"elaborated，"and"countermeasures"were"proposed.

[Key"words]"Artificial"intelligence;"Large"language"model;"GPT-4;"Smart"hospital

大語言模型是基于海量數(shù)據(jù)訓練的深度學習模型，可用于自然語言相關任務，向模型輸入文本即可返回相應輸出[1]。隨著訓練數(shù)據(jù)量的增加，模型可更廣泛地學習數(shù)據(jù)的復雜特征和關系，進而更加準確地理解人類語言的含義。數(shù)據(jù)量越大，模型的泛化能力便越強。

美國人工智能研究公司OpenAI于2018年推出自然語言處理模型，即第一版生成式預訓練轉換器（generative"pre-trained"transformer，GPT），使用具有1750億參數(shù)的Transformer架構完成自然語言處理任務。2022年，OpenAI對外首次發(fā)布基于GPT-3的人工智能大語言模型聊天GPT（ChatGPT）。2024年，OpenAI推出大語言模型GPT-4[2]。GPT-4的出現(xiàn)再一次將大語言模型推至前所未有的高度。與前幾代GPT相比，GPT-4可支持多模態(tài)交互，支持用戶對話過程中使用文本和圖像等內容，極大方便用戶，更加智能化和人性化[3]。

2014年8月，國家發(fā)展和改革委員會等八部委首次提出智慧醫(yī)院概念[4]。2021年9月，國家衛(wèi)生健康委和國家中醫(yī)藥管理局聯(lián)合印發(fā)的《公立醫(yī)院高質量發(fā)展促進行動（2021—2025年）》[5]提出將建設電子病歷、智慧服務、智慧管理三位一體的智慧醫(yī)院信息系統(tǒng)，并將完善智慧醫(yī)院分級評估頂層設計作為4個重點建設行動之一。2022年7月印發(fā)的《公立醫(yī)院高質量發(fā)展評價指標（試行）》[6]將智慧醫(yī)院建設作為公立醫(yī)院高質量發(fā)展評價指標之一，智慧醫(yī)院建設和發(fā)展的重要性日益彰顯。中國醫(yī)院智慧化發(fā)展受到國家政策保障[7]。

全球約有10億人患有精神疾病，以低病死率、高致殘率為特點的精神類疾病正在威脅全人類的健康，對精神障礙患者的照顧和關懷至關重要[8-9]。然而，當今社會，公眾對精神疾病的了解不夠深入，甚至存在歧視精神疾病患者的情況。此類負面做法不僅加重精神疾病患者的心理負擔，不利于其自身康復[10]；還會增加照護者的壓力和抑郁風險[11]。本文探討GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中的應用，闡述GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中存在的問題，并提出應對策略。

1""GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中的應用場景

1.1""在智慧醫(yī)療方面的應用

1.1.1""病史采集和電子病歷生成""在精神科醫(yī)生給患者提供醫(yī)療服務的過程中，撰寫電子病歷花費醫(yī)生大量時間。可將GPT-4集成于臨床環(huán)境中，允許其采取多模態(tài)方式從患者主訴、醫(yī)生語言及醫(yī)院各系統(tǒng)中獲取與患者有關的病史信息，幫助醫(yī)生撰寫電子病歷，提高工作效率，減輕醫(yī)務人員的工作負擔。

1.1.2""疾病診斷輔助和合理用藥輔助""大語言模型通過分析大量醫(yī)學文獻和患者數(shù)據(jù)并從醫(yī)療報告中提取有關信息協(xié)助臨床醫(yī)生做出疾病診斷[12]。結合精神疾病患者在院期間所做的相關檢驗、檢查、治療及患者電子病歷等數(shù)據(jù)及最新的臨床診斷指南和用藥指南，借助多模態(tài)大模型分析和處理問題，為精神科醫(yī)生提供合理、準確的診斷和用藥建議。對醫(yī)療水平欠發(fā)達地區(qū)和基層醫(yī)院而言，GPT-4在診斷輔助和用藥輔助方面可提供巨大幫助，提升欠發(fā)達地區(qū)醫(yī)院和基層醫(yī)院的醫(yī)療水平。

1.1.3""危機預警""在使用大量門診和急診的醫(yī)療記錄進行訓練后，GPT-4可快速收集患者的疾病信息并自動轉換為結構化模板；再通過分析其生命體征統(tǒng)計數(shù)據(jù)、臨床表現(xiàn)、檢查和病史識別高危患者，為精神科醫(yī)生提供疾病早期預警[13]。

1.1.4""醫(yī)學教育""中國精神障礙患者（不含阿爾茨海默病患者）的加權患病率為16.6%[14]。截至2021年底，中國精神科醫(yī)生人數(shù)為6.4萬，約占同年全國醫(yī)生總數(shù)的1.5%[15]；全國精神科醫(yī)生數(shù)量較2012年增長173%，為中國的精神醫(yī)療事業(yè)提供堅實的人才保障。精神科醫(yī)生水平提高的基礎在于醫(yī)學教育。大語言模型的優(yōu)勢在于其能夠利用掌握的醫(yī)學知識數(shù)據(jù)批閱精神科醫(yī)學生的作業(yè)、分析醫(yī)學生撰寫論文的脈絡和詞語表達的準確性、檢索參考文獻、翻譯精神醫(yī)學相關資料，也可提供精神科醫(yī)學相關考試題目[16-17]。

1.2""在智慧服務方面的應用

1.2.1""醫(yī)學知識科普""經(jīng)過大量醫(yī)學文本信息訓練后，大語言模型技術可迅速掌握醫(yī)學領域各種疾病知識[18]。醫(yī)院可利用互聯(lián)網(wǎng)給患者普及疾病、藥物及健康主題相關知識。GPT-4技術應用于精神疾病領域可為醫(yī)護人員節(jié)省大量時間，使其能夠更專注于患者的治療和新醫(yī)療技術的研究。

1.2.2""患者康復教育""精神疾病患者可向GPT-4咨詢治療方法及藥物不良反應等問題。GPT-4可根據(jù)患者的醫(yī)院病史數(shù)據(jù)，經(jīng)分析后為患者提供個體化健康咨詢、飲食管理、慢性病管理、健康提醒等多方位服務[19]。

1.2.3""情感支持""在接受治療和康復的過程中，精神疾病患者的心態(tài)十分重要，良好的心態(tài)更有利于患者康復。人工智能聊天機器人可以對話方式幫助患者減輕焦慮和抑郁癥狀[20]。GPT-4可與患者交流并根據(jù)患者的言語情感做出智能回應，鼓勵性語言可使患者放松，減輕其心理負擔，提供情感支持，幫助患者以更積極的心態(tài)面對疾病。

1.2.4""人工智能導診""GPT-4可減少精神專科醫(yī)院對某些類型員工和供應商的需求，降低可變成本，如導診臺、咨詢臺工作。人工智能機器人可回答精神疾病患者和家屬的相關問題，包括告知就診流程、指引院內路線、推薦就診科室[21]。對有視覺或聽覺障礙的精神疾病患者，GPT-4可將文本翻譯成語音、語音翻譯成文本、文本翻譯成圖像、文本翻譯成多種語言，供不同需求患者使用。

1.3""在智慧管理方面的應用

1.3.1""資金管理""精神專科醫(yī)院作為公立醫(yī)院，既要做好醫(yī)院的預算、成本、績效、資金管理，又要兼顧做好國有資產(chǎn)管理。某些精神專科醫(yī)院存在將醫(yī)院國有資產(chǎn)對外出租等情況。根據(jù)國家相關規(guī)定，應將國有資產(chǎn)租金收入列入醫(yī)院年度財務決算中。由于租金收入占醫(yī)院事業(yè)收入的比例較低，不適宜指派專門財務人員管理租金。但作為國有資產(chǎn)的一部分，管好、用好這筆國有資產(chǎn)又顯得尤為重要。對此，GPT-4技術可發(fā)揮作用，幫助提高醫(yī)院資金和資產(chǎn)管理效率，賦能醫(yī)院發(fā)展。

1.3.2""醫(yī)院資源分配與傳染病預防""GPT-4通過對精神專科醫(yī)院硬件設備進行分析，協(xié)助調配醫(yī)院硬件資源，物盡其用，實現(xiàn)醫(yī)療資源利用最大化。精神專科醫(yī)院作為人流量密集場所，對呼吸道傳染性疾病和其他類型的傳染性疾病進行傳染疾病監(jiān)測和預防均顯得尤為重要。GPT-4可從精神疾病患者病歷中獲取傳染病在院內流行的相關信息，幫助監(jiān)測疾病在院內的傳染趨勢和范圍，制定應對方案，為后續(xù)預防打好堅實基礎[22]。

2""精神專科智慧醫(yī)院系統(tǒng)整體設計

2.1""整體架構

不論是精神科醫(yī)護人員、精神疾病患者，還是精神專科醫(yī)院的管理人員均可采用客戶機/服務器或瀏覽器/服務器架構使用GPT-4；除單獨開發(fā)針對智慧醫(yī)療、智慧服務、智慧管理方面的應用外，還可將醫(yī)院現(xiàn)有系統(tǒng)與其結合應用，同一系統(tǒng)實現(xiàn)多種功能。此方法可有效提高運行效率和資源利用率，減少用戶的學習成本。精神專科智慧醫(yī)院系統(tǒng)整體架構見圖1。

2.1.1""智慧醫(yī)療端""作為面向精神科醫(yī)護人員的應用，以提升醫(yī)護工作質量和效率為目標。GPT-4可集成到臨床環(huán)境中，從醫(yī)院信息系統(tǒng)（hospital"information"system，HIS）、電子病歷（electronic"medical"record，EMR）和護理信息系統(tǒng)（nursing"information"system，NIS）中獲取患者的主訴、治療、用藥、護理、病史信息。從實驗室信息系統(tǒng)（laboratory"information"system，LIS）和影像存儲與傳輸系統(tǒng)（picture"archiving"and"communicationsystem，PACS）中獲取患者在門診和住院期間的檢驗、檢查、醫(yī)學影像信息；同時GPT-4可獲取精神疾病方面的科研數(shù)據(jù)及接入互聯(lián)網(wǎng)的院外精神疾病數(shù)據(jù)。將上述所有信息提取、分析、整合可構建GPT-4知識庫為智慧醫(yī)療端的系統(tǒng)所服務。

智慧醫(yī)療端的組成包括醫(yī)生診療輔助系統(tǒng)、電子病歷系統(tǒng)、醫(yī)學知識教育系統(tǒng)、合理用藥系統(tǒng)、危機預警系統(tǒng)、智慧急診平臺系統(tǒng)等。

2.1.2""智慧服務端""由智能預分診系統(tǒng)、健康宣教科普系統(tǒng)、隨訪康復管理系統(tǒng)、人工智能導診系統(tǒng)、情感支持對話系統(tǒng)等組成的智慧服務端向精神

疾病患者直接提供服務，以患者為中心，以提升患者就醫(yī)體驗為目標，提升醫(yī)院的智慧化水平，實現(xiàn)患者就診前、中、后的一體化全流程服務。GPT-4可從互聯(lián)網(wǎng)中獲取精神方面疾病、藥物和健康科普信息；同時結合患者在院期間的病史數(shù)據(jù)，為患者提供個體化的健康咨詢、飲食管理、慢性病管理、健康提醒，健康科普等多方位立體服務。GPT-4可回答精神疾病患者和家屬的相關問題，為患者提供情感支持，尤其是對于視聽障礙患者。

2.1.3""智慧管理端""GPT-4從EMR中提取精神疾病患者在院期間的傳染病相關信息并進行分析處理，協(xié)助監(jiān)測傳染病在院內的傳染趨勢和傳染范圍。GPT-4可對精神專科醫(yī)院現(xiàn)有的辦公系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、經(jīng)營管理系統(tǒng)等醫(yī)院非業(yè)務系統(tǒng)中的信息進行數(shù)據(jù)挖掘、清洗、整合，獲取有用信息，實現(xiàn)醫(yī)院精細化管理。智慧管理端由資產(chǎn)經(jīng)營管理系統(tǒng)、資源分配系統(tǒng)、資金管理系統(tǒng)、辦公管理系統(tǒng)、傳染病預防系統(tǒng)等組成。

2.2""開發(fā)技術

目前市面上多個項目的數(shù)據(jù)庫均采用免費數(shù)據(jù)庫SQL"Server。除免費特點外，其還具有兼容性強、可移植性強、支持多線程等優(yōu)點；且支持JAVA語言的JDBC連接方式。應用層不論是精神科醫(yī)護人員、患者，還是醫(yī)院的管理人員均可采用客戶機/服務器或瀏覽器/服務器架構使用智慧醫(yī)院系統(tǒng)。若使用瀏覽器/服務器架構則使用HTML5進行網(wǎng)頁系統(tǒng)開發(fā)；使用客戶機/服務器架構則使用Android和IOS系統(tǒng)進行應用程序開發(fā)；使用JAVA語言進行電腦客戶端程序開發(fā)。

3""GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中的問題與對策

3.1""問題

3.1.1""透明度和誠信問題""人工智能在精神疾病診斷過程中的決策是不透明的[23]。對精神專科醫(yī)學生來說，GPT-4的工作機制是單純輸入和輸出。如此缺乏透明度的工作機制使醫(yī)學生認為，僅靠提供輸出的文本無法對患者的診斷提出有效建議。在教育領域，人工智能聊天機器人可向學生提供網(wǎng)上工具、資源和答案，如果學生沒有利用好這些資料，便帶來抄襲風險[24]。在精神醫(yī)學領域，醫(yī)學生可用其寫論文、寫作業(yè)，過度依賴GPT-4給醫(yī)學生帶來抄襲風險的同時，也降低醫(yī)學生的責任感。

3.1.2""實時性和可靠性問題""醫(yī)學是不斷進步的，GPT-4中的知識可能會跟不上精神科醫(yī)學的實時變化，無法將最新的醫(yī)學知識應用到臨床疾病輔助診斷中。因此在臨床疾病輔助診斷過程中，精神科醫(yī)生應對GPT-4給出的治療方案嚴格把關，GPT-4無法完全代替醫(yī)生本人的決策。

3.1.3""隱私和倫理問題""大語言模型的使用可增加患者隱私泄露的風險[25]。GPT-4在精神專科醫(yī)院內使用時易獲得精神疾病患者的隱私信息。精神專科醫(yī)院患者的就診信息一旦泄露，會給患者和醫(yī)院帶來不良影響。當使用者通過GPT-4搜集患者的病歷信息作為科研使用時，則涉及倫理問題。

3.2""對策

3.2.1""推動透明化和誠信教育""對精神科醫(yī)學生、精神科醫(yī)生、精神疾病患者而言，GPT-4的決策過程是看不見的。公開模型訓練的細節(jié)過程，如模型的架構、訓練的參數(shù)、訓練數(shù)據(jù)量的大小及來源，同時也可引用解釋模塊；當模型為用戶提供決策支持時，可提供與決策相關的解釋，讓GPT-4模型的工作更加透明。對精神專科醫(yī)學生進行誠信教育使其樹立正確的科技使用觀、誠信觀，正確對待GPT-4技術所帶來的便利。

3.2.2""接入實時數(shù)據(jù)和增強多模態(tài)學習能力""接入實時數(shù)據(jù)，保證GPT-4可從各方面獲取精神疾病相關的各種治療、用藥、科普等信息，保證其回答醫(yī)生問題的實時性。改進GPT-4模型結構，提高精神疾病訓練數(shù)據(jù)質量，增強其在文字、圖片、視頻等方面的多模態(tài)處理能力。利用以上措施，增加訓練數(shù)據(jù)的廣泛性和多樣性，可提高模型的泛化能力和可靠性。必要時對GPT-4生成的回答進行人工審核校驗，及時修改有問題的回答。

3.2.3""加強隱私保護和倫理審查""國家層面應建立健全精神專科智慧醫(yī)院隱私保護相關政策與法規(guī)。醫(yī)院層面應制定健全精神專科智慧醫(yī)院隱私保護相關制度。如GPT-4處理精神疾病患者就醫(yī)數(shù)據(jù)時可采用數(shù)據(jù)脫敏技術，替換患者的敏感信息，保護患者隱私。對GPT-4所參與的精神科科研課題，醫(yī)院倫理委員會應予以重點關注并做好倫理審查。

4""小結

本文對GPT技術的發(fā)展歷史進行概述，結合國家在智慧醫(yī)院建設上的政策和精神專科醫(yī)院對患者及社會的重要性，分析闡述GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中的智慧醫(yī)療、智慧服務、智慧管理3個應用場景的作用；針對GPT-4在這3個場景的應用提出智慧醫(yī)院的系統(tǒng)整體設計方案；最后對GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設上遇到的問題提出應對策略。GPT-4作為新興技術為精神專科智慧醫(yī)院建設帶來機遇的同時也帶來挑戰(zhàn)，這需要整個社會的共同努力，力促GPT-4在精神專科智慧醫(yī)院建設中大有可為。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

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（收稿日期：2024–07–14）

（修回日期：2024–10–31）