医疗保健中的人工智能:机遇与挑战AI in Healthcare: Promise and Pitfalls - NRC Health

环球医讯 / AI与医疗健康来源:nrchealth.com美国 - 英语2025-12-06 01:33:30 - 阅读时长8分钟 - 3794字
本报告深入分析了人工智能在医疗保健领域的应用前景与现实挑战,指出近75%的医疗消费者对AI使用缺乏清晰认知;系统阐述了AI在预约调度、医学影像诊断和增强现实等场景的具体应用及其对患者和医护团队的双重影响;强调熟悉度是建立AI信任的关键因素,揭示透明度不足、算法偏见和聊天机器人幻觉等重大风险;明确AI虽无法替代医护人员但能提升效率,使医护人员有更多时间提供人性化护理,呼吁医疗机构立即开展AI教育并制定清晰的应用愿景,以推动医疗质量提升与患者信任建设。
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医疗保健中的人工智能:机遇与挑战

执行摘要

医疗保健是人工智能(AI)如何变革世界的一个有力例证。AI驱动的护理具有显著前景,涵盖优化预约调度、简化操作流程、辅助诊断、定制治疗方案及个性化护理等多个方面。然而,这种前景伴随着患者、消费者和医疗专业人员对AI本质、潜在益处与风险以及伴随使用增长而持续涌现的伦理问题的困惑。我们的研究表明,建立信任需要医疗系统向患者、社区以及员工和附属人员清晰阐释AI定义——及其使用AI的愿景。本nSight报告重点强调五个关键发现:

  1. 近75%的医疗保健消费者对AI在医疗领域的应用缺乏清晰认知。
  2. AI在医疗保健中存在多种用途,必须审慎明确地评估每种应用对患者和护理团队的双重影响。
  3. 尽管公众对AI持合理谨慎态度,但报告熟悉AI的群体更倾向于表达对AI应用的希望、兴奋与信心。
  4. 对于报告熟悉AI的消费者,其对AI用于各类临床功能的信任度明显更高——但即便如此,他们仍更信任纯医生诊疗而非医生使用AI的模式。
  5. 对护理提供者的信任与对AI的信任将日益交织,相关教育必须全面涵盖AI前景、潜在陷阱及应对机制。

什么是人工智能?

AI对不同群体含义各异。询问10位AI专家对AI的定义,可能获得独特但重叠的答案;询问10位非专家,可能得到多数茫然回应。若向ChatGPT提问医疗保健中的AI,其回答为:

医疗保健中的人工智能(AI)指运用先进技术,特别是机器学习算法及其他计算技术,分析复杂医疗数据、辅助临床决策并提升整体医疗服务水平。

医疗保健中AI的熟悉度

2023年7月1日至9月30日期间,我们在全国市场洞察研究中调查了38,331名近一年内有就医经历人群对AI的熟悉程度。仅约1/4受访者表示了解AI在医疗中的应用。鉴于AI发展迅猛,不宜假设医疗从业人员的认知比例显著更高。

男性(32%)比女性(23%)更可能回答"熟悉";"不熟悉"组比例则相反,两性在"完全不了解"选项上差异不大。年龄方面,25-44岁人群约1/3表示熟悉,18-24岁及45-54岁人群约1/4表示熟悉,55岁以上人群比例骤降。报告后续将引用"熟悉"、"不熟悉"及"完全不了解"三组数据。

显然,多数人对AI认知有限。本质上,AI指利用机器执行通常需人类智能完成的任务。但需超越此广义定义,深入理解AI的核心功能:

  • 机器学习——计算机程序通过数据学习并提升任务性能,无需额外编程
  • 图像分析与模式识别——计算机处理并解析图像、视频等视觉数据
  • 自然语言处理(NLP)——计算机解读、理解、分析及生成人类语言

AI可赋能多元医疗任务

阐明AI功能是基础,但需具体案例才能展现其如何变革护理体验与服务。以下详述三个典型应用场景,关联对应功能并总结对患者与医护人员的影响。

预约调度优化

当AI集成至组织流程(如预约、记录、计费)时,可提升效率、降低成本并改善患者体验。AI调度系统尤为典型,既能扩大就医可及性,又能优化患者流、提高临床效率并缩短等待时间。

医护团队影响:基于机器学习的需求预测可利用历史预约数据预判未来使用趋势。结合智能调度算法,系统能依据预约类型、医生排班及患者需求等变量生成优化时段。AI自适应调度系统还能在突发取消时实时调整排期,确保时段高效利用。

患者影响:集成NLP与机器学习的自动化聊天机器人可作为交互式虚拟助手,协助患者完成预约、改期或取消操作,并提供诊所营业时间、位置等详情。自动化提醒系统可降低失约率,机器学习模型更能根据患者行为偏好(如邮件或短信响应差异)提供个性化服务体验。

医学影像诊断协作

医生与AI系统合作分析医学影像已成常态,显著提升诊断准确率。图像识别算法完美诠释了AI处理能力与医生临床经验的协同价值——通过结合AI的数据处理优势与医生的患者背景理解及创造性问题解决能力,可减少误差并改善诊疗结果。

医护团队影响:2008-2018年间,AI+医学影像相关年度论文增长十倍。亚马逊、英伟达及谷歌等科技巨头现已推出专用于皮肤科、眼科及放射科的AI系统。谷歌DeepMind与英国莫菲尔兹眼科医院(Moorfields Eye Hospital)的合作是典型案例:

  1. 模型训练:神经网络基于近7,500名患者的15,000份眼科扫描数据训练眼部疾病识别能力
  2. 模型测试:与8名医生诊断对比,AI准确率达94.5%——媲美部分视网膜专家且优于其他专家
  3. 新数据输入:新扫描数据实时输入模型,生成疾病检测、严重程度及进展报告
  4. 图像分析:医生审核输出结果,筛选高风险病例及错误分析
  5. 警报与分诊:系统非独立诊断工具,而是与专家协作生成预警并分级处理病例
  6. 协同诊断:结合AI输出与医生临床经验确定最终诊断及治疗方案

患者影响:人工图像分析费时费力且易出错,单日医院可产生数百至数千份扫描。机器处理能力惊人,且AI无轮班限制、无需休息或分心。当AI能高效完成医生耗时的诊断任务时,医患协作模式使医护人员得以专注于解释诊断、讨论方案及个性化护理等核心工作。

增强现实创新应用

AI驱动的增强现实(AR)技术正引领患者护理创新前沿。多项AR+AI项目正应用于手术操作、医学培训及患者教育可视化等领域。微软HoloLens 2是革新个性化医疗的典范。

医护团队影响:HoloLens 2作为混合现实系统,在医疗场景中与AI结合后实现突破。西雅图普罗维登斯瑞典医疗中心(Providence Swedish)神经外科医生采用Medivis AI引导系统配合HoloLens 2进行术前规划。该技术通过整合患者X光、PET扫描等影像数据,将其叠加至患者身体,创建实时术中导航系统,显著降低手术错误率及并发症风险。

患者影响:AI增强现实系统的价值远超误差控制。研究证实,相比传统模型,混合现实工具能显著提升患者理解度并降低焦虑。此类技术可有效增强患者教育——通过交互式病情解释帮助理解复杂医疗程序,并促进医患协作制定治疗方案。

熟悉度决定信任度

当前应用突破令人振奋,但对AI的接纳程度直接取决于认知深度。数据显示,了解AI医疗应用的群体更倾向视其为"关键工具"或"行业变革者",而认知不足者即便有观点也多视AI为"危险因素"。

AI是行业变革者吗?

所有群体均对AI持谨慎态度,但认知不足者尤为警惕且常报告"恐惧"情绪。各群体对AI在预约调度、答疑等基础应用接受度最高,这恰是两大关键场景。尽管高熟悉度群体对其他应用态度更积极,但整体而言,提升公众对AI全面价值的认知仍需大量工作。

信任悖论:医生与AI协作模式

在临床任务场景中,熟悉AI的群体对"医生+AI"及纯AI的信任度均更高。但关键发现是:即便熟悉AI者仍更信任纯医生诊疗而非医生使用AI的模式——当涉及诊断及治疗决策(不仅是图像解读)时,此趋势更为显著。大量研究已证实AI在临床与非临床任务中的价值,亟需弥合公众认知与实际成效间的差距。

潜在风险警示

研究中多数人对AI持谨慎态度,无论其认知程度如何。健康质疑合理,因医疗AI应用存在三大关键风险:

透明度缺失:AI系统依赖海量数据处理,包括医疗记录、受保护健康信息(PHI)及诊断影像等。例如,训练图像识别模型常需数万份扫描数据。构建大型数据集耗时昂贵,故维护与共享现有数据集成为常态,但这也带来敏感信息去标识化与长期安全存储的挑战。更关键的是,患者往往不知晓——或未明确授权——其数据如何用于AI开发。随着AI普及,医疗机构必须通过透明沟通阐明伦理实践承诺,明确告知患者数据使用目的及方式。

算法偏见:数据、算法、输出及解读中的显性与隐性偏见是AI伦理的核心隐忧。警示案例屡见不鲜:研究者基于偏见数据集开发AI模型,反致偏见被放大。2019年《科学》期刊论文揭示,美国医院广泛使用的商业算法对黑人患者存在系统性偏见——开发者以医疗成本替代实际需求建模,因不同族裔就医机会不均等(黑人患者人均支出较低),导致算法将病情更重的黑人患者误判为健康状态,严重削减其必要医疗服务。

聊天机器人幻觉:ChatGPT等生成式AI基于大数据预测词序,但缺乏推理能力且无视事实矛盾。未来学家伯纳德·马尔定义"AI幻觉"为"产生看似合理实则错误或无关的输出,源于模型固有偏见、现实理解缺失或训练数据局限"。医疗领域对错误零容忍且信息误传风险极高,此问题尤为严峻。

核心结论

医疗AI应用尚处起步阶段——ChatGPT面世仅一年——新技术前景可期,但必须对其应用保持透明、对其能力保持审慎。AI可优化护理流程,但无法真正"关怀"患者。我们应超越"AI取代医护人员"的伪命题(事实是不会取代),聚焦AI如何通过处理常规任务提升医护人员效能,使其有更多时间提供人性化服务。关键在于:我们掌握主动权——决定AI在哪些环节、以何种方式及程度简化流程、改善就医可及性、加速精准诊断并定制治疗方案。领先医疗机构已先行布局,但所有机构均应立即向内外部受众普及AI知识及其应用愿景。行动刻不容缓。

【全文结束】

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