人工智能在麻醉學(xué)領(lǐng)域的現(xiàn)階段應(yīng)用與未來發(fā)展方向

鄭應(yīng)剛 熊利澤

人工智能(artificial intelligence,AI)是一門新興技術(shù)科學(xué),其最終目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)能夠模擬人的思維方式和行為。機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning,ML)是AI的子集,而深度學(xué)習(xí)(deep learning,DL)是ML的子集,主要由人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificial neural networks,ANN)組成,其中深度主要指的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的深度。

現(xiàn)階段,AI在麻醉學(xué)中已經(jīng)有了一定的應(yīng)用,并具有較強(qiáng)的臨床適用性,包括但不僅限于麻醉深度(depth of anesthesia, DoA)的自動(dòng)評估、麻醉藥物的智能給藥、超聲圖像的自動(dòng)處理和輔助診斷、術(shù)中氣道管理、術(shù)中精準(zhǔn)監(jiān)測預(yù)警、圍手術(shù)期并發(fā)癥及病死率等不良事件的監(jiān)測和預(yù)測、重癥監(jiān)護(hù)治療等。在數(shù)據(jù)方面,患者的電子病歷、圍手術(shù)期監(jiān)測設(shè)備,以及患者穿戴的便攜電子設(shè)備等均能夠產(chǎn)生出海量的醫(yī)療數(shù)據(jù)。借助于AI強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力,可從大規(guī)模且復(fù)雜的數(shù)據(jù)中有效地提取出特征。

除此之外,與麻醉學(xué)相關(guān)的AI技術(shù)還包括自然語言處理(natural language processing,NLP)和計(jì)算機(jī)視覺(computer vision,CV)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中,NLP主要應(yīng)用于自動(dòng)分析電子健康記錄數(shù)據(jù)。除了記錄病情,更重要的是與之對應(yīng)的醫(yī)療決策規(guī)則,能夠輔助醫(yī)師進(jìn)行臨床決策。同樣,在麻醉學(xué)中,CV已與超聲影像等技術(shù)相結(jié)合,以輔助識(shí)別術(shù)前麻醉過程中的特定組織。

1 基于AI的麻醉系統(tǒng)應(yīng)用與開發(fā)

AI在麻醉領(lǐng)域的應(yīng)用基本覆蓋了臨床麻醉的全過程,并且在麻醉學(xué)和圍手術(shù)期醫(yī)學(xué)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。為了進(jìn)一步優(yōu)化治療流程,改善患者預(yù)后,為患者提供安全、高效的臨床麻醉,開發(fā)基于AI算法優(yōu)化的麻醉系統(tǒng)尤為關(guān)鍵,尤其是在全身DoA監(jiān)測、麻醉藥物作用的腦功能連接(functional connectivity, FC)及圍手術(shù)期并發(fā)癥預(yù)測等方面。……