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如何在医院场景中应用环境智能技术?——深圳市人工智能行业协会
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如何在医院场景中应用环境智能技术?——深圳市人工智能行业协会

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  • 发布时间:2021-04-06 10:37
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【概要描述】人活着,总有一些东西躲不过,除了交税和死亡,还有就是生病和衰老。

如何在医院场景中应用环境智能技术?——深圳市人工智能行业协会

【概要描述】人活着,总有一些东西躲不过,除了交税和死亡,还有就是生病和衰老。

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人活着,总有一些东西躲不过,除了交税和死亡,还有就是生病和衰老。

 

认为不管是自己生病住院,还是照顾好亲朋好友留院治疗,大多数人或多或少都有与医院打交道的经验。当我们年老的时候,我们和我们所爱的人就会有更多的机会进出医院,更多的时候,我们会了解到住院就医的流程,了解到怎样挂号,怎样排队,怎样就医,怎样陪床,以及怎样在医生查房的时候见缝插针地询问病情…

 

我们总能在医院里看到永远熙熙攘攘的医院大堂、等待治疗的病人、永远不够用的病床和忙碌的医生护士。假如你看过一部小型美剧《星期一早晨》,你会感觉到医生每天都要面对各种各样的病人和复杂的情况,同时你也会感觉到病人在每次急救工作中所面临的巨大风险和问题深圳市人工智能行业协会。

 

事实上,医院除了面临日益增多的医疗纠纷问题外,还面临医护人员严重短缺的现实挑战。深圳市人工智能行业协会如今,为了应对这一挑战,人工智能正作为医院医疗服务的一个全新的补充手段。自然地,这些人工智能的手段并非我们所熟悉的某些智能机器人或智能诊断,而是“环境智能”,它是通过与医院整体治疗环境和设备的融合而建立起来的。

 

不久之前,斯坦福大学人工智能专家李飞飞及其研究小组在顶级学术期刊《Nature》上发表了一篇题为《利用环境智能来照亮医疗领域的黑暗空间》的论文,主要阐述了通过人工智能与非接触式传感器相结合来实现“环境智能”,以深入改善医疗服务的潜在层次,从而提升医院等医疗机构的整体救援能力,提高医护人员的救治效率。

 

对有过很多医院护理经验的我来说,当我看到“环境智能”的概念时,我立刻感到,这次人工智能的应用确实很有意义。并且这也是本文向更多读者介绍的原因。

 

环境智能是什么?

 

如果追溯到最早的起源,环境智能这个概念应该在1999年由一个来自欧洲的信息社会技术研究小组提出,用来描述智能终端设备与环境之间建立的共生协作关系。对环境智能来说,最基本的条件是要求普及大量低成本、可联网和可携带的传感终端设备,其次是要求对由这些终端设备产生的数据进行计算分析,从而为人类提供指导或决策信息。

 

20年前,这个想法被当时终端设备的计算能力所限制,大多数处于各种试验阶段。如今,随着人工智能机器学习算法的进步和非接触式传感器的普及,环境智能正从设想进入我们日常生活、工作的环境,实现无接触式交互,让智能设备能够感知环境中存在的人,并为人类提供智能服务深圳市人工智能行业协会。

 

当前,环境智能尚未完全普及,医疗服务和养老护理成为环境智能最典型、效益最显著,同时也是最容易推广的应用场景。

 

由李飞飞团队撰写的这篇论文,将需要环境智慧介入的场景称为“医疗服务的黑暗空间”,隐喻的是,在大多数医疗服务场景中,仍存在着大量的医疗服务盲点和难以察觉的治疗细节,造成了患者大量病情的延误、加重,同时也造成了医疗资源的错配和浪费。

 

本文所提供的数据显示,全球每年有超过一亿的病人在医院发生感染,重症监护室病人的感染率更是高达30%;全球每年进行的2.3亿多外科手术中,有多达14%的病人发生过不良反应,其中许多病例是手术过程中有许多医疗用品留在病人体内所致。在病房探视病人或因病房看护不及时而导致病情加重等情况下, ICU患者人数也会增加。根据一个多机构的调查,每年在美国有多达400,000人因临床决策失误和医疗活动缺陷而死亡深圳市人工智能行业协会。

 

对政府和医疗机构来说,这是沉重的医疗财政负担,对每一位患者来说,这是沉重的生命和健康安全负担。

 

如今,借助“人工智能 Sensors”,将人工智能算法、智能传感器及相关技术应用于医疗诊断诊断和病房护理场景,将为实现智慧医疗提供全新的可能。在本文中,我们将介绍几个基于环境智能的 人工智能医疗解决方案,以及一些日常生活中的应用方案。

 

人工智能智慧医疗,救人于无形

 

如何在医院场景中应用环境智能技术?

 

通过李飞飞团队的研究,我们可以看到,目前医院场景中主要使用的非接触式智能传感器设备有:深度感应器,用于测量目标物体的距离,测量表面温度的温度传感器,距离和速度的无线电传感器,以及由气压产生的声敏传感器。

 

依赖于这种嵌入在医院环境中的非接触式传感器的环境智能,就像现在的智能自动驾驶系统一样,能够帮助临床医生和护理人员,提供一些有效的临床决策信息,优化他们的行为模式,提供尽可能没有错误的医疗服务。

 

以论文为例,环境智能在改进临床诊断与治疗流程方面,其研究算法的可行性和有效性得到了验证,尤其在提高重症监护与手术安全方面,有较明显的进步深圳市人工智能行业协会。

环境智能在重症监护场景中扮演了重要角色,它通过现场监控帮助病人移动。

 

据统计,美国每年用于 ICU的费用为1080亿美元,占到了医院总费用的30%。而且对于严重的病人,出现神经肌肉的损伤,平均死亡率会加倍,病人的住院费也会增加30%。

 

事实上,医生和护理人员很难发现和帮助病人及时地进行锻炼,从而改善病人的肌肉状况。研究者们提出了一个开拓性的方法,即在 ICU里安装环境传感器,以精确地观察和理解危重病人需要的精细而连续的运动数据。通过收集危重病人的视频数据,并进行大量的神经网络训练,研究人员使机器学习算法能够准确地预测和指导病人的不同运动需求(床上、床下、步行),其准确度优于医生的人工检查。

 

另外,由于医生或护理人员不能准确有效地消毒手部,会增加病人在医院中的感染风险,研究人员通过安装深度传感器对医护人员的洗手动作进行细致监测,然后通过相关警告,改善医护人员的临床行为,改善病人的预后恢复。

 

利用环境智能技术,可有效地降低手术室场景中手术意外的发生率。即通过手术视频训练算法后,能准确地识别出手术的正确运动轨迹,其精确度可达到专家级外科医生的水平,从而为手术提供了一套有效的反馈系统,减少了手术事故的发生。与此同时,环境智能也可以通过摄像机记录手术物品数量,防止手术物品意外滞留病人体内。另一个方法是利用手术室悬挂摄像机,追踪外科医生的身体运动,误差不超过5厘米,以生成精确的手术日志。减少了手术风险,减少了手术意外的发生。

 

另外,在医生的诊室里,通过环境麦克风记录医生和病人的询问,帮助医生快速形成文字信息,从而节省记录病历的时间。实验表明,经过深度学习的门诊录音训练后,询问词的转录准确率达到80%,文档整理时间由2小时减少到15分钟,使医生有更多时间来照顾病人。

 

通过这些医疗场景的应用,我们可以看到,环境智能能够显著改善医生和护理人员的行为,并能够为病人提供许多平时难以察觉的救助和预后干预。在管理层面上,环境智能还可以通过优化医务人员的行为,提高工作效率,从而提高医疗成本。这将是未来环境智能研究中需要重点关注的领域。

 

深圳市人工智能行业协会很明显,环境智能并不止于医疗场景,深入日常生活,还将大有可为,毕竟我们每个人都要面对的一个事实是,我们都会变老。

 

日间照料的环境智能

 

写这篇文章时,恰巧看到一则令人叹为观止的新闻:台湾一位年轻艺人在家中洗澡时,因独居不慎摔下,头部受伤后昏迷在家太久,无法医治死亡。这个年仅36岁的艺人真是令人唏嘘。

 

如今,全球人口老龄化每年都在增加,日本已经进入了超深度老龄化社会,而我国也正迅速进入深度老龄化阶段。根据统计,到2050年,65岁以上的世界人口将从7亿增至15亿。这个冷淡的数字总有一天会发生在你我身上,孤独的生活将成为大多数人未来生活的常态。而且从我们身边经常听到的邻居亲戚中有老人跌倒,生活不能自理的各种例子中,我们可以深刻地感受到人到老年的危机感。

 

对这个未来,环境智能的出现,正是我们对这个问题的解决之道。对于独居的人来说,面对生活中的饮食、洗澡、厕所等日常生活,以及慢性病管理、身体康复、行动不便等问题,环境智能锁所起的监测、预防和报警等作用尤为重要。

 

环境智能可提供日常临床护理,通过非接触式环境传感器可获取独居者的生活数据,建立独居生活的记录报告,还可记录心率、血糖、呼吸等生理指标,尤其是通过跌倒检查,可有效防止老人跌倒后无人发现,出现更加严重的后果。

 

对于慢性疾病的处理,步态分析是身体康复和慢性疾病处理中诊断和衡量疗效的重要工具。利用加速传感器,可持续测量步态,进行步态分析,建立互动的身体康复计划。

 

在这篇文章中,一项研究用深度传感器测量了9名帕金森病人的步态。结果表明,深度传感器能够跟踪膝关节的垂直运动,误差不超过4厘米。另外一项研究中,研究者们用深度传感器为脑性瘫痪的人做了一个运动游戏。在24周的测试后,病人的平衡和步态都有了18%的改善。

 

另外,环境智能还可用于精神健康的诊断和预测,成为一种更为廉价和精确的精神治疗方法。

 

通过上面的例子,我们已经看到了环境智能在帮助卫生保健工作者改善临床诊断和治疗行为,降低意外风险,帮助病人实现疾病筛查诊断,帮助老年人提高生活自理能力和生活质量方面具有非常广阔的前景和巨大的价值。

 

然而,从本论文所实现的技术场景与应用,以及要在更大范围内应用于整个社会,仍将面临诸多挑战。

 

第一,技术层面。在机器智能领域,环境智能需要更多的研究,在复杂情况下识别人类行为,同时在临床环境中积累更多的数据和特殊事件,建立足够的机器学习算法来处理这些特殊情况。

 

二是环境智能主体面临的伦理隐私挑战。因为环境智能能够持续不断地收集人体行为和生活数据,这些数据可以说是最隐私、最重要的数据信息。这类信息的隐私性和安全性几乎成为人人关心的问题。研究人员一方面必须保证在隐私和安全的情况下开发该技术,另一方面又必须确保医疗机构、技术提供者、利益相关者(患者及其家属等)、法律和政策制定者制定相应的数据使用规范,以确保整个过程的正当合理性。

 

的确,面对科技带来的隐私安全风险和科技给生活带来的巨大便利,每个人实际上都很难做出果断的选择。假如拒绝这种技术,我们就有可能面临着生活中随处可见的意外或疾病的危险,如果同意使用这种技术,我们就会再次被机器算法无时无刻地“监视”并进行分析,我们就很难不把自己看作是被机器养着的“看客”。但是,面对能够继续生存并获得更高生活质量的巨大诱惑,我们应该重新定义“身体自主”的概念。

 

在此期间,我们似乎也能对环境智慧的发展持更加乐观的态度。深信,通过这些 人工智能科学家、医疗机构的医务人员、法律、道德和政府事务专业人员的共同努力,将能为大众提供一个可信赖的智能环境系统。

 

这是本篇文章诚挚呼吁的一个结果,也是我们每个人对将住进医院、将面对衰老孤独生活的期望。

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