基于大數據微信聊天機器人在癌癥患者隨訪中的設計和應用研究進展

姜可越+馬祎星+湯唯艷

[摘要] 本文對基于微信開發的聊天機器人進行相關研究，嘗試建立癌癥患者隨訪和居家康復護理指導的數據庫，并將數據庫與微信聊天機器人相結合，將微信聊天機器人應用于癌癥患者隨訪中，以方便患者自我管理，降低患者對醫護人員的需求。

[關鍵詞] 癌癥；居家康復；護理服務；聊天機器人

[中圖分類號] R73；TP242 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2017）30-0164-05

[Abstract] This paper studies the chat robots based on WeChat development， and tries to establish a database of cancer patient follow-up and home rehabilitation nursing guidance， and combines the database with micro-chat chat robot and applies WeChat chat robot to cancer patients， to facilitate patient self-management and reduce the demand for medical staff.

[Key words] Cancer； Home rehabilitation； Nursing services； Chat robots

我國腫瘤登記中心發布的《2012中國腫瘤登記年報》顯示，每年新發腫瘤病例約為312萬例，平均每天8550例，全國每分鐘有6例被診斷為癌癥[1]。而目前絕大多數癌癥尚不能完全治愈，且易復發、易轉移，癌癥患者離開醫院后，大多需要接受醫護人員提供的隨訪、居家康復治療和家庭護理指導，但目前腫瘤專科的醫護人員短缺，院內患者已經應接不暇，難以為居家患者提供及時的康復和護理指導[2-6]。

隨著移動互聯網的發展，越來越多的居家癌癥患者有問題時，在互聯網上尋找答案，但網絡上的答案和信息良莠不齊，容易誤導患者，殆誤病情。因此，通過整合專業渠道獲得可靠的知識數據，采用智能化的手段精準地推送給癌癥患者；在患者主動咨詢時，能夠搜索準確的信息回答患者，同時可以將患者提供的信息和狀況及時反饋給醫護人員，便于醫護人員收集和跟蹤寶貴的病例資料[7-11]顯得尤為迫切。為此，本文嘗試搭建癌癥患者隨訪和居家康復護理指導的數據庫，并將數據庫與微信聊天機器人相結合，將微信聊天機器人應用于癌癥患者隨訪中，以方便患者自我管理，降低患者對醫護人員的需求。

1 聊天機器人

聊天機器人是一種通過人類的語言文字同用戶進行交流和對話的智能系統，目前已經廣泛應用于商業和服務業領域，如在銀行客服機器人可以為客戶解答一些簡單的業務問題；京東淘寶等電商平臺的機器人可以為客戶推薦商品，開展商品的售后服務。聊天機器人不僅僅是機械地回答用戶提問，還可以進一步和用戶進行人性化的交流，它能夠像朋友一樣理解用戶的需求[12，13]。因此將聊天機器人用于癌癥患者的隨訪，以及居家康復和護理的指導，不僅可以滿足更多癌癥患者的康復護理指導需求，并可以大大減輕醫護人員的隨訪工作量，重復利用專業知識，具有重要意義。

應用于癌癥患者隨訪的聊天機器人是一種幫助用戶獲得所需信息和知識的信息獲取型機器人，或稱為檢索機器人，用戶對它的功能要求比較嚴格，主要表現在要求機器人提供信息的相關性、可靠性和準確性，有時可能還要求機器人去直接完成某件相關任務[14，15]，如醫院預約掛號、預訂藥品、給主治醫生或護士留言等。本文主要研究的是信息獲取工具型聊天機器人在癌癥患者隨訪中的應用。

2打造癌癥患者隨訪機器人

2.1 癌癥患者隨訪機器人設計

目前微信是智能手機上使用最廣泛的一個APP，為了方便用戶（癌癥患者和家屬）的進入和使用，我們希望用微信作為媒介，使用語言分析技術作為后臺，實現癌癥患者隨訪的功能。雖然微信已經提供了公眾號作為與用戶交流的平臺，但公眾號有較大的限制，如不能每天給用戶發送個性化的消息，不能主動發起對話，這不能滿足隨訪癌癥患者的功能需求，因此我們使用基于普通的微信賬戶做后臺機器人的方法。微信的網頁協議是公開的。通過使用谷歌瀏覽器Chrome，對微信web端（https：//wx.qq.com）通信協議進行分析，大致交換簡圖見圖1。

其次，微信web段分幾次加載信息：

a）加載二維碼，用于微信app掃描登陸；b）等待微信登陸成功；c）微信初始化，在這一步中獲取 SyncKey，User 后面的消息監聽用；d）獲取聯系人列表。

當這些步驟完成后，web端進入消息模式，也就是說可以開始和用戶對話。微信是分別通過獲取新消息和發送消息來完成對話的：webwxsync獲取新消息，webwxsendmsg發送消息。其中對本項目比較重要的是獲取聯系人列表以及接收和發送消息。見圖2、3。

2.2 數據庫的建立

要為癌癥患者建立合理的隨訪機制，并且提供相應的服務，還需要建立癌癥患者康復和護理知識數據庫，由于每位癌癥患者的病癥、病程階段以及治療方法都不相同，隨訪的關注點也是不一樣的，為實現個性化的精準的機器人隨訪服務，需要建立隨訪的癌癥病種、常見問題答案等相關的數據庫，數據庫設計簡述如下。見表1～5。

2.3分詞和專業詞匯以及同義詞數據庫

機器人準確地回答患者的問題，必須要便捷地從患者的對話中找出關鍵信息，因而還需要尋找一個可以使用的中文語義解析器。因為中文不同于英文等西方語言，沒有空格作為詞的間隔符號，我們需要合適的分詞工具，將患者聊天文字語句先分為可以進一步分析的單詞。通過文獻比較，清華大學自然語言處理與社會人文計算實驗室研制推出的一套中文詞法分析工具包THULAC（THU Lexical Analyzer for Chinese）[16]，具有中文分詞和詞性標注功能。THULAC具有能力較強、準確率較高和速度較快等特點。endprint

由于分詞工具本身也是使用詞庫訓練得到的，其準確識別癌癥患者隨訪任務中的相關詞匯需要建立一個癌癥相關的專門詞庫。以人工的方式建立癌癥專業詞匯數據庫的工作量很龐大，并且數據庫不會自動添加和識別新詞。專業詞匯經常出現在學術文章中，因此可能通過詞分詞后兩個詞之間的距離，來尋找這些專業詞匯之間的相關性，并且統計這些詞語在不同的文章中出現的頻率來確定這是否是一個專業詞匯。比如，“閃光偵檢器”這個單詞在腫瘤相關的文章中聯合出現的比例約為96.67%，但是出現在其他文章中的距離基本都超過10以上，也就是說，如果閃光和偵檢器兩個詞連在一起出現時，就可以認為是一個詞語。同樣的情況也大量出現在腫瘤相關領域內的專業詞匯。類似的新詞發現方法可以參考“基于微博內容的新詞發現方法”[17]。首先通過網上現有的專業詞匯和學術文章建立起一個基礎的專業詞庫，然后再通過每天對于新出現的學術文章再次處理，并將患者對話中的語言進行二次分析來找到新詞。

發現同義詞的過程對患者特別有用，因為絕大多數患者都不是專業人士，提問時常用日常詞語而非專業詞匯，比如：辛辣食物為專業詞匯，但是患者可能說：辣的、刺激的、大料等。這次詞匯必須再一次通過分析方法，作為近義詞發現并保存到詞庫中。其流程見圖4。

上圖中，詞庫1.0和1.01的區別就是通過計算后，得到新的詞庫；下一次就會使用V1.01替換V1.0，生成后即為V1.02

2.4知識數據庫

為了確保知識的準確性，機器人回答問題搜索到的專業知識和常見問題來自于兩個渠道，一是專業書籍內容的整理，將近年來相關癌癥照護和康復相關內容的書籍和患者教育資料，整理成數據庫；二是找到腫瘤專科的醫護工作者，向其收集患者常見的問題，并讓其從專業角度提供這些問題的答案。另外，由于癌癥患者照護有很重要的一方面，即心理護理，因此機器人回答問題的方式和語氣，也是數據庫知識的一部分，因此知識數據庫的語氣擬人化非常重要，所有的知識內容都必須經過審核。

2.5機器人的使用

在阿里云上，簡單地實現了這個隨訪機器人問答的功能，具體流程：①微信機器人收到用戶的問題；②去數據庫尋找是否是已知用戶；③根據用戶歷史數據分析用戶問題；④找到問題中的關鍵部分；⑤去數據庫尋找答案；⑥如果有答案則返回給用戶，本次對話結束；⑦如果沒有，去數據庫找是否有備選答案；⑧返回結果給用戶；⑨新詞發現，將新詞加入到分詞訓練詞庫。見圖5。

3 聊天機器人在癌癥患者居家康復和護理中的應用

癌癥療程長、費用高，大多數患者或家屬對疾病認識不夠，談癌色變，部分患者失去信心、耐心，使治療半途而廢[18]。因此癌癥患者除在醫院進行的前期系統治療外，對于出院后的家庭治療，康復和護理也相當重要，包括定期復查、遵醫囑服藥、培養良好的生活習慣、心態平和等[19]。但是，由于我國腫瘤專科醫護人員缺乏，患者出院后，醫護人員不能及時隨訪，癌癥患者及其家屬缺少專業知識，患者的問題和困惑不能得到及時解決，患者容易消極治療，不能定期復查，有的甚至迷信偏方，延誤病情，殆誤治療時機[20-23]。因此居家治療、康復和護理的過程中遇到許多問題和困惑，如果有可靠的渠道獲取相關信息，可以協助解決患者的問題，能夠增加患者治愈的信心，保持良好情緒和心態[24，25]。隨著微信的普及和機器人技術的推廣，微信聊天機器人可以在癌癥患者隨訪中發揮更大的作用。

3.1利用機器人向患者和家屬進行疾病知識宣傳

根據機器人加患者（或家屬）好友時收集患者相關資料（必要時發送相關情況調查表），對患者進行分類，主動發起會話，以聊天的方式向患者或家屬開展健康教育，強化其對惡性腫瘤的認識，介紹腫瘤的發病機制、治療方式、治療目的及預后、終身隨訪的必要性及隨訪時間要求。同時根據時間進程、患者回答時的關鍵詞，進行數據分析，調整健康教育的內容。

3.2利用機器人對癌癥患者和家屬進行心理干預

部分患者得知自己是癌癥時，失去戰勝疾病的信心，整日提心吊膽地“等待轉移或復發”，消極生活，不愿參加社會活動，此時更需要傾訴和鼓勵。機器人可以不受時間和空間的限制，代替醫護人員隨時隨地陪患者聊天，收集其心理動態，耐心解答患者提問，在數據庫中增加正能量、鼓勵和幽默的詞語，在聊天中鼓勵患者積極參與家庭或社會活動，樹立其戰勝疾病的信心。患者感到聊天機器人很有趣，可以感受到被重視和關愛，對戰勝疾病的信心大增，平常不愿講的話或對疾病的困惑此時都會傾訴出來，向機器人求助。

3.3機器人解答患者關于康復和護理的問題并進行生活指導

癌癥患者出院后，機器人應根據患者的情況主動發起會話，向患者介紹有關康復知識，如向化療患者介紹脫發時的頭發護理、胃腸道反應重者嘔吐者的飲食增補；放療患者放療區域皮膚護理，避免刺激和摩擦，用溫熱的水和溫和的肥皂清洗，穿純棉的寬松衣服，注意防曬和避免接觸很燙和很涼的東西；乳腺癌手術患者循序漸進地進行患側上肢康復性鍛煉等。除此之外，患者在遇到問題時，可以向機器人提出問題，機器人會提供及時而準確的答案。讓機器人主動發起會話，叮囑患者改變生活方式，增強抗癌功能，也是防治腫瘤的重要方法。根據患者自身的情況，向部分有不良生活嗜好或習慣的癌癥患者主動宣教或設置提醒，鼓勵患者養成良好的習慣，生活規律，多參加一些有益的活動，戒煙酒，少吃不健康食物 ，多食蔬菜水果，適當運動等。

3.4利用機器人對患者進行服藥指導

某些患者出院后不遵醫囑服藥，亂停藥，有些盲目服用補藥、偏方，可以設置機器人定時提醒患者服藥及服藥的種類、名稱和數量，利用機器人發起會話，提醒患者到正規的醫院復查開藥。機器人可以向患者發送調查表或者詢問患者每次用藥情況，并收集相關信息，以報表的形式反饋給后臺的醫護人員。患者提問關于藥品的問題時，機器人向患者介紹所用藥物可能出現的副作用及注意事項，提醒患者正確對待藥物的副反應，必要時去醫院就診。endprint

4小結

隨著癌癥患者的不斷增加，癌癥患者的隨訪、管理、健康教育和康復護理等需求急劇增加，現有的專業醫護人員難以滿足癌癥患者的多元化需求；機器人可以部分替代專業技術人員，在滿足癌癥患者需求方面發揮作用。本文僅在癌癥患者宣教、心理干預、康復護理指導和用藥指導等方面進行了探索，隨著信息技術的進步，機器人未來可以在滿足癌癥患者需求方面發揮更大作用。

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（收稿日期：2017-07-17）endprint