門診導醫(yī)機器人的應用及探索

徐冬

摘? ?要：在門診服務臺部署導醫(yī)機器人，開展導醫(yī)機器人的研究及應用，通過構建導醫(yī)知識庫標準體系，不斷訓練和提升導醫(yī)機器人能力，探索導醫(yī)機器人的最佳應用場景，嘗試導醫(yī)機器人替代人工服務的可行性。中國科技大學附屬第一醫(yī)院經(jīng)過近1年的實踐，使導醫(yī)機器人回答問題準確率達90%以上，目前已開始嘗試在周日用導醫(yī)機器人替代護士導診。

關鍵詞：導醫(yī)機器人;人工智能;語音識別;語義理解

中圖分類號：TP181? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：B? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.01.010

文章編號：1006-1959（2018）01-0028-03

Application and Exploration of Outpatient Medical Robot

XU Dong

（Information Center，the First Affiliated Hospital，University of Science and Technology of China，Hefei 230001，Anhui，China）

Abstract：To deploy medical robots at the outpatient service desk， to carry out the research and application of medical robots， to build a standard system of medical knowledge bases， to continuously train and enhance the ability of guiding medical robots， to explore the best application scenarios of medical robots， and to try to guide medical robots. The feasibility of replacing manual services. After nearly one year of practice， the First Affiliated Hospital of University of Science and Technology of China has enabled the medical robot to answer more than 90% of the questions. At present， it has begun to try to replace the nurses with medical guide robots on Sunday.

Key words：Guided medical robot;Artificial intelligence;Speech recognition;Semantic understanding

近年來，人工智能、智慧醫(yī)療成為醫(yī)療行業(yè)的熱點，推動著醫(yī)療信息化向更高的目標發(fā)展，2016年6月，中國科技大學附屬第一醫(yī)院與合作方共建“醫(yī)學人工智能聯(lián)合實驗室”，基于該平臺，開展了一系列人工智能的研究及應用工作。導醫(yī)機器人在門診導診、分診場景下的應用具有很好應用前景，國內一些醫(yī)療機構開始開展相關的研究及應用工作，智能導診機器人在減輕護士及導醫(yī)人員工作壓力的同時，更滿足了患者的就醫(yī)需求，還確保了診區(qū)及診室接診環(huán)境的安靜有序[1]。本文主要分享導醫(yī)機器人在日均門診量超過10000人次的門診場景下，參與導診、導醫(yī)服務的應用效果及其能力不斷提升的過程，并對其應用前景進行了分析。

1導醫(yī)機器人研究及應用

自2016年8月，中國科技大學附屬第一醫(yī)院在門診陸續(xù)分區(qū)域部署了10臺導醫(yī)機器人，其中5臺集中部署于門診部一樓大廳服務臺附近，主要用于導診、分診，由門診部、信息中心及合作方共同組成團隊，開展相關研究和應用工作。

1.1導醫(yī)機器人研究? 導醫(yī)機器人屬于醫(yī)療服務機器人[2]，也有研究者稱其為智能導診服務機器人[3]，我們認為，導醫(yī)機器人基于智能語音技術[4]和自然語言理解技術[5]，通過與患者的語音交互完成院內的智能分診、導診、智能指引和癥狀問詢等常見導診服務，由四塊體系構成，即機器人本體[6]、認知智能平臺[7]、知識庫體系和醫(yī)院信息系統(tǒng)體系，見表1。

1.1.1機器人本體? 高145 cm，約40 kg，顏色（灰白/紫白/定制），材料（ABS塑料），電池（動力鋰電池），顯示屏（13.3英寸、高清、多點觸摸），攝像頭（頭部1300萬像素攝像頭、顯示屏上方500萬像素攝像頭、3D體感攝像頭），喇叭（雙聲道立體聲、功率：5 W×2），傳感器（6+0MIC陣列/溫濕度傳感器），工業(yè)定制底盤，自由度（DOF）[頭部：2 DOF，手臂：3 DOF×2（F/R）]，操作系統(tǒng)（Android4.4），網(wǎng)絡（WiFi 2.4/5.0），運動速度≤0.6 m/s。

1.1.2認知智能平臺? 智能控制系統(tǒng)、運營管理系統(tǒng)、綜合決策系統(tǒng)、智能感知系統(tǒng)、數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，分別實現(xiàn)語音合成、語音識別、語義理解、人臉識別、麥克風陣列功能。

1.1.3知識庫體系? 醫(yī)院信息知識庫、導醫(yī)知識庫、預約掛號知識庫、專科知識庫、科普知識庫、其它知識庫。

1.1.4醫(yī)院信息系統(tǒng)體系? 預約掛號系統(tǒng)、醫(yī)院信息系統(tǒng)、電子病歷、電子醫(yī)囑、分診導診系統(tǒng)等。

1.2導醫(yī)機器人應用? 自2017年8月19日在中國科技大學附屬第一醫(yī)院門診部正式部署導醫(yī)機器人以來，目前單臺機器人日均交互量1000人次左右（圖1），支持48個科室排班查詢，766個地點導航，367個常見問題的詢問及1400個疾病或癥狀掛號提示等，回答問題的正確率可達到90%以上。

我們把導醫(yī)機器人在醫(yī)院的應用分為三個階段，即人機階段、機人階段和機器人階段。所謂人機階段，即以人工導醫(yī)，機器人學習、訓練為主。獲取導醫(yī)機器人交互數(shù)據(jù)的方法[8]：導醫(yī)機器人具備存儲和記憶功能，工作人員可調取人機對話的錄音，聽取患者的問題以及詢問次數(shù)，同時從后臺獲取患者在機器人界面點擊查詢的內容和頻次。在此階段，我們每周從系統(tǒng)導出機器人現(xiàn)場交互的內容，進行梳理、分析和標準化處理，再將結果導入機器人系統(tǒng)，不斷豐富導診知識庫體系，截止目前共修正問題數(shù)據(jù)1551條，以不斷提升導醫(yī)機器人的能力。

所謂機人階段，即以機器人導醫(yī)為主，人工現(xiàn)場管理，讓機器人逐步獨立承擔現(xiàn)場導醫(yī)工作。2018年3月～6月中國科技大學附屬第一醫(yī)院選擇在周日嘗試“無護士導診日”，利用4臺導醫(yī)機器人進行導診、分診，1名護士著便裝在現(xiàn)場管理和支持，已開展9次。

所謂機器人階段，即機器人在無人值守的情況下為患者提供導醫(yī)服務，工作人員利用遠程控制系統(tǒng)進行管理和協(xié)助，這是導醫(yī)機器人在門診導診場景下取代人工的標志性階段。

2導醫(yī)機器人應用效果評估

我們對中國科技大學附屬第一醫(yī)院已開展的9次“無護士導診日”的機器人導醫(yī)數(shù)據(jù)進行了評估，最近一次2018年6月10日，系統(tǒng)記錄的4臺導醫(yī)機器人的交互總量為6961次，每臺導醫(yī)機器人的交互量分別為1910次、1768次、1559次、1724次，剔除其無效交互量（閑聊等），有效交互量45.38%。通過對現(xiàn)場交互的追蹤及交換內容的分析，還需做以下改進：①將啟動使用按鈕、直接語音交互兩種方法結合，滿足不同用戶習慣。如：取消喚醒頁面語音喚醒功能，語音直接跳轉使用。②優(yōu)化業(yè)務范圍及業(yè)務答案。如：患者說我已經(jīng)預約過號了，直接給出下一步就診流程提示，而不是回答如何預約。③專家介紹等頁面增加返回上一頁按鈕。④增加現(xiàn)場方位提示信息。⑤加強宣傳，開展智能導醫(yī)的滿意度評估[9]，提升患者信任度。如：某患者問“小孩說話不清楚怎么辦”，機器人回答“請看口腔科”。患者不相信，后經(jīng)護士確認為口腔科。⑥提升導醫(yī)機器人的自然語言理解能力，進一步提高人機會話的準確率。

3導醫(yī)機器人應用前景分析

目前中國科技大學附屬第一醫(yī)院在不斷打造線上線下相融合的智慧就醫(yī)[10]服務體系，線下的代表性就醫(yī)服務體系為已部署的208臺全功能自助機、180臺掃碼墩、50臺小設備，實現(xiàn)了發(fā)卡、充值、掛號、預約掛號、扣費、檢驗、檢查報告打印、綜合查詢、就診簽到等功能，支持居民健康卡及電子健康卡的應用，我們認為導醫(yī)機器人將成為智慧就醫(yī)服務體系中重要的入口。

通過近10個月的應用和完善，導醫(yī)機器人的功能已基本能滿足門診導醫(yī)的需要，但還需不斷提升降噪能力[11]及移動導醫(yī)能力[12]，以適應門診就診場景需要。同時，我們正將導醫(yī)機器人導診、分診的功能向線上遷移，并進一步增加智能隨訪、預問診和診前病史采集等功能。

導醫(yī)機器人也許能進一步延伸服務至門診診區(qū)分診臺等更多的應用場景，有效節(jié)省人力資源，提升服務水平、服務能力和服務效率。

4總結

以導醫(yī)機器人為代表的醫(yī)學人工智能技術，將會逐步深入到醫(yī)療的各個應用場景，并將助力智慧醫(yī)院建設，助力“互聯(lián)網(wǎng)”+醫(yī)療健康。雖然，目前仍存在很多問題和困難，但未來已來，人工智能必將深刻影響乃至改變醫(yī)療生態(tài)，從而真正解決“看病難，看病貴”問題。

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