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数字技术赋能结核病诊疗的路径研究.pdf

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资源描述

1、12Feb.2024MedicineandSociety2024年2 月Vol.37 No.2会与医社学第37 卷第2 期数字技术赋能结核病诊疗的路径研究张加瑞,邓阝琦,俞艺丹,李蓉,彭霞,何国忠11昆明医科大学公共卫生学院,云南昆明,6 50 50 0;2云南省疾病预防控制中心健康促进与信息中心,云南昆明,6 50 0 2 2摘要我国是结核病高负担国家,虽然有免费药物治疗、贫困患者交通费补助等政策保障,但在实际诊疗过程中仍存在诸多困境与难点。数字技术在医疗领域为实现信息共享、资源优化配置及服务提供的智能化转变提供了新思路。本研究根据“就诊、诊断、治疗与监测管理”的系统脉络,发现数字技术赋能结

2、核病诊疗的过程中仍存在数据孤岛、智能医疗伦理失范、技术条件尚不成熟、应用场景仍需创新等问题。采用人工智能、云服务、区块链等数字技术作用于结核病“防诊治管”的各个靶点,提出通过规范化政策与培训解决结核病数据利用、数据隐私保护等问题,充分利用结核病诊疗全过程数据,增强关键技术创新能力,提升诊疗技术和方法准确性,达到全面、系统提升结核病防治效能的目的,助力实现“终结结核病”目标。关键词健康管理;诊疗路径;数字技术;人工智能;结核病中图分类号:R-05文献标识码:AD0I:10.13723/j.yxysh.2024.02.003文章编号:10 0 6-556 3(2 0 2 4)0 2-0 0 12-

3、0 8Research on the Path of Tuberculosis Diagy Digital TechnologyTreatmentEnabledbyZHANG Jiarui et alSchool of Public Health,Kunming Medical University,Kunming,Yunnan,650500,ChinaAbstract China is a country with a high burden of tuberculosis(TB).Although TB patients are provided with free treatmentan

4、d poor patients are even offered transportation subsidy and other policy support,there are still many challenges in the actual TBdiagnosis and treatment process.Digital technologies,when applied in the medical field,offer new approaches to intelligent trans-formation in sharing information,optimizin

5、g resource allocation,as well as providing services.By adopting the systematic frameworkof clinical consultation,diagnosis,treatment,and post-treatment monitoring,this study identifies the problems in the process ofdigital technologies enabling TB diagnosis and treatment such as data silos,ethical m

6、isconducts in intelligent health care,immaturetechnical conditions,and lack of innovation in application scenarios.It also discusses every target of the systematic framework thatcan be impacted by artificial intelligence,cloud serving,blockchain,and other digital technologies.Standardized policies a

7、ndtraining are proposed to solve problems in TB data use and data privacy protection,take full advantage of the whole process of TBdiagnosis and treatment,boost capacities for innovating key technologies,and improve the accuracy of diagnosis and treatment tech-nologies and methods.Ultimately,it is a

8、imed at comprehensively and systematically improving the effectiveness of TB preventionand treatment and helping realize the goal of ending TB.Key Words Health Management;Diagnosis and Treatment Path;Digital Technology;Artificial Intelligence;Tuberculosis世界卫生组织发布的2 0 2 3年全球结核病报告显示 1,我国仍是结核病高负担国家,2 0

9、 2 2 年我国结核病估算发病率为52/10 万,距世界卫生组织2030年“终结结核病”目标(结核病发病率降至10/10万以下)仍有较大差距。尽管针对结核病患者有免费药物治疗、贫困患者交通费补助等政策保障,但基金项目:国家自然科学基金资助项目,编号为7 2 2 6 4 0 2 1、7 19 6 4 0 2 0;教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目,编号为21JZD039通讯作者:何国忠,13张加瑞等,数字技术赋能结吉核病诊疗的路径研究在实际诊疗过程中仍存在诊疗条件良莠不齐、诊治技术有待提高、诊疗管理存在漏洞等问题 2-3。因此,需要实现结核病规范诊疗,提升结核病患者发现能力和治疗成功率;探索

10、结核病防控关口前移的新手段,优化组合诊疗策略;落实“预防为主”的综合防治策略,减轻经济负担,助力“终结结核病”目标的实现 2 数字技术作为一种新兴技术,广泛应用于各个研究领域和专业学科,它具有的快速发展性质使学术界无法明确定义其概念边界 4 。数字技术由数字组件、平台和基础设施组成,主要包括大数据、云服务、物联网、区块链、人工智能、虚拟现实等技术 4 。在医疗数字化过程中,远程医疗打破了医疗机构、医务人员及患者间的时空限制,实现了医疗信息与服务的共享;互联网医疗打破了传统诊疗需医患双方在同一时空参与的局限性,实现了医疗机构、医务人员及患者间的直接交流沟通;人工智能医疗打破了医疗服务供给及医疗决

11、策的机械化运转,实现了智能化转变 。当前,作为数字技术中最具发展潜力之一的人工智能日益成为引领新一轮科技革命和产业变革的核心技术 6 。党的二十大报告中强调推动战略性新兴产业融合集群发展,构建新一代信息技术、人工智能技术等一批新的增长引擎,明确表示要大力发展人工智能技术。2 0 2 2 年国务院印发的“十四五”数字经济发展规划指出要推进数字技术、应用场景和商业模式融合创新。自此,数字技术,尤其是人工智能技术与医疗领域的融合进入了一个高速发展期。2015年9 月,世界卫生组织发布的终结结核病数字卫生战略:行动议程认为数字卫生在实现“终结结核病”目标中具有重要作用。现有结核病患者的护理、监测、管理

12、和结核病知识学习科普可以通过移动电话、大数据、人工智能等技术得到加强 7 。数字技术具有的快速、便捷、可靠等特点,使得赋能后的结核病诊疗管理方式有助于实现结核病患者早发现、早诊断、早治疗,提升其治疗依从性,减少耐药结核的发生 8 。目前,数字技术赋能结核病的研究主要集中于结核病诊断、治疗及监测管理方面 7 。虽然以人工智能为主的数字技术在局部实现了结核病诊疗技术的创新,但是缺少从全局的角度思考和剖析数字技术赋能结核病诊疗路径的驱动因素。因此,本研究从结核病“就诊、诊断、治疗与监测管理”全流程出发,梳理出结核病诊疗的困境,分析数字技术与结核病诊疗作用靶点以及数字技术赋能结核病诊疗的挑战并提出未来

13、展望1结核病诊疗的难点分析诊疗路径,即患者的治疗轨迹,是指患者治疗阶段的整个过程,包括患者主动就诊、诊断、治疗与管理 9 。当前形势下我国结核病诊疗的难点主要表现为以下几个方面。1.1结核病诊疗条件良不齐,诊断延迟现象仍然存在结核病防治属于公共卫生医疗服务,是公共产品。但我国现阶段结核病防治水平东部优于西部、城市优于农村,各地负责结核病诊疗的结核门诊,普遍存在基础设施不足、实验室设备陈旧、新诊断技术使用普及程度不高等问题,导致基层防治力量较为薄弱 2-3。此外,2 0 10 年全国第五次结核病流行病学抽样调查显示我国有超过50%的结核病患者存在诊断延迟现象【10】,2 0 17 年的两项研究表

14、明我国结核病患者就诊延迟中位数为4 4 天、确诊延迟中位数为20天 1-12 。结核病患者诊断延迟的原因包括首次就诊于基础设施不足及不具备痰培养条件的医疗机构、居住地距医疗机构太远及缺乏对结核病的正确认识等 13。因此,提升基层医疗机构结核病诊疗条件与水平、增强患者健康意识及减少诊断延迟现象是我国结核病防治的一大难点1.2结核病诊治技术水平有待提高结核病诊治技术的落后阻碍结核病早发现、早诊断、早治疗的早期预防及治疗过程。由于痰液中结核分枝杆菌含量低、培养时间长,影像学诊断难以与其他肺部疾病鉴别等原因,使结核病可疑症状者确诊困难,耽误最佳治疗时间 14 ;同时结核病耐药问题严重,耐药筛查率低,耐

15、药诊断治疗不及时,耐药患者发现不充分,耐多药结核治疗费用高,导致较多患者因无法承担治疗费用而不得不放弃治疗 15O1.3结核病系统化诊疗管理仍有漏洞基层结核病预防控制机构传统的防治服务体系模式是“单一的疾病预防控制机构全盘负责”。而新型结核病防治服务体系模式是“疾病预防控制机构负责规划管理,医疗机构负责诊断治疗”。在新旧模式转变的过程中,存在监管中的权威性和专业性面临挑战、医疗机构趋利性增强等问题 16 。由于结核病病程较长、结核病患者流动性强,定点医疗机构之间无法做到信息互联互通及共享,可能导致患者流失、诊疗记录分散、信息不完整。目前综合医院缺少结核病专科医生,难以满足患者就诊需求。针对结1

16、4医学与社会2024年2 月第37 卷第2 期核病患者管理问题,世界卫生组织曾提倡直接督导短程化疗的管理模式,以保证结核病患者的治疗依从性,但在实际落实过程中由于交通不便、地理环境、经济水平、医务人员短缺等因素,DOTS作用的发挥受到了限制 17 。因此,传统的结核病患者诊疗管理方式已不能满足患者日益增长的健康诊疗管理需求。1.4数字技术应用于结核病诊疗的障碍数字技术具有的快速、便捷、可靠等特点,使其广泛应用于结核病“防诊治管”全过程中。然而,在实践过程中,由于部分数字技术自身发展尚不成熟、应用场景仍需创新、数据异质性和数据孤岛、智能医疗伦理问题等因素的影响 18-19 ,在一定程度上抑制了数

17、字技术赋能后的结核病高质量诊疗服务模式的效用,如数字技术为资源提供了有效合理且成本趋近于零的共享渠道,但数据孤岛现象的存在,加大了数字化系统与平台聚集、共享资源的难度 19 。因此,需通过规范数据标准、加强关键技术创新能力等途径,促进数字技术赋能结核病诊疗服务模式效用的释放。综上,早诊断及规范治疗结核病患者是系统性地解决结核病诊疗关口前移问题的关键。然而,我国结核病的“就诊、诊断、治疗与监测管理”全流程中均存在短板,呕需从多方面、多维度切入,引人创新技术解决各环节与环节间的问题。虽然数字技术凭借其独特的技术优越性,已在医疗领域大放异彩,但应用阻力依旧存在。本研究将分析数字技术在结核病“防诊治管

18、”各个环节中的作用靶点,分析实践运用中数字技术如何全面、系统地提升结核病防治效能。2数字技术与结核病诊疗的作用靶点分析人工智能、云服务、区块链等数字技术的迅猛发展与广泛应用,实现了人与物之间的数据信息连接,大大提高了工作效率,使构建数字化、智能化、多元化和个性化的服务体系成为可能和必然 2 0 。在数字技术赋能结核病诊疗路径的视域下,通过构建线下线上结合、多维互通交叉的新时期数字化结核病诊疗服务模式,将数字技术嵌人结核病“就诊、诊断、治疗与监测管理”的作用靶点,创新优化全程诊疗,实现点对点、端对端的交互式衔接,可为结核病患者提供质优高效的诊疗与关怀服务;可为诊疗机构减轻人力和物力压力,提高工作

19、效率;同时可为结核病诊疗关口前移提供助力。根据目前结核病的诊疗现状与数字技术赋能结核病诊疗路径的应用,本研究提出了数字技术赋能结核病诊疗路径的作用靶点及其特点。见图1。2.1以加强主动就诊意愿为靶点的结核病智慧化网络服务系统智慧化网络服务系统是基于线下实体医院资源,集大数据、云服务、物联网、区块链、人工智能为一体形成的虚拟网络医院,能将结核病的线下诊疗与线上相结合,成为结核病患者线下就诊的预诊前台,通过大数据获取患者信息,区块链技术妥善保存并且快速获取患者信息,物联网技术获得患者身体健康状况报告,人工智能技术增强建模和分析在线医疗环境中咨询方、智能助手、医生的对话内容,智能捕获关键信息,为咨询

20、方匹配相应领域的专家,并通过向其提供预诊建议和临床指南等方式,实现在线问诊、预约挂号、处方开药、在线配药、诊后随访、疾病管理、诊疗结果发放、健康知识普及等功能,促进患者到医院主动就诊,实现远程医疗。目前,智慧化网络服务系统主要有两种形式。一是网络平台,如阿里健康医生在线、丁香医生等,这类平台主要是通过在线问诊,向结核病可疑症状者提供预诊建议,促进主动就诊,实现远程医疗。二是基于实体综合医院与结核病定点医院开设的云平人工云服务区块链智能网络平台,如阿里健康医生在线智慧网络就诊服务系统确保数据基于实体医院开设的云平台,如微信小程序安全性数字技术助力实现作用终结结核病一目标医学图像分析,如人工智能辅

21、助自动阅片赋能靶点诊断海量信息规范数据分析基因组学数据挖掘,如辅助寻找新标志物共享与管理结核病诊疗路径基于患者特征,构建治疗方案与治疗预测模型创新关键治疗方案传统困境赋能困境新技术治疗选择基于患者特征,构建药物组合效果预测模型技术能力数据异质性诊治完善数字诊疗数据孤岛数字管理工具,如电子督导药盒、视频督导监测管理智能综合医学伦理仍有管理管理工具数据终端管理平台,如结核病患者诊疗与管理系统延迟提高漏洞图1数字技术赋能结核病诊疗的路径15张加瑞等数字技术赋能结核病药诊疗的路径研究台,如实体医院微信公众号与小程序等,这类平台主要面向周边居民,通过微信平台科普各类疾病相关知识,增强居民的主动健康意识;

22、同时向居民提供症状自查指南、预约挂号、诊疗结果查询等服务,避免其多次往返医院,便于提高患者满意度与信任度。此外,智慧化网络服务系统还可通过搭配医联体信息平台、远程诊疗系统以及结核病患者管理系统等,如ETR.Net、O U T-T BWe b 2 1-2 2 ,使得远程会诊、远程影像诊断、远程监测管理等远程结核病诊疗活动成为可能,助力落实“基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动”的分级诊疗模式,促进医疗资源在组织方、提供方、需方三方间的合理分配与科学流动。总之,智慧化网络服务系统一方面可满足结核病可疑症状者和门诊随访患者的信息查询、寻址就医、健康咨询等就诊需求,形成新的就诊模式,能有效促进结核病

23、患者主动筛查与主动就诊,助力患者早诊早治 2 0 ;另一方面与医联体信息平台、远程结核病诊疗管理系统等搭配,可缓解医院门诊医疗资源挤兑的现象,促进优质医疗资源下沉与科学流动。2.2以提高诊断效率为靶点的结核病海量信息分析结核病从症状出现到有具体临床表现,再到结核病确诊,这一过程中存在延迟,且确诊结核病需要综合患者的临床特征、实验室检查和影像学资料等信息综合做出判断 2 3。而数字技术可通过模式识别进行大数据挖掘,有效获取与疾病相关、更为准确的数据组合,同时利用多种算法,帮助革新医学诊断方法,能有效弥补结核病诊断延迟的问题,达到提高结核病早期诊断效率的目的。在以提高诊断效率为靶点的结核病海量信息

24、分析方面,数字技术主要赋能结核病医学图像分析及基因组学数据深人挖掘。2.2.1数字技术赋能结核病医学图像分析。数字图像处理技术是以数字技术为基础,通过对图像进行去噪、增强、复原等处理的技术,真实地展示图像。当前,医学图像分析技术已成为医学高科技应用的一项关键技术,在医学和医学信息学中占有重要地位 2 4 。数字技术通过对医学图像的增强、复原、提取图片特征等处理,有利于提高疾病诊断的准确性。数字技术赋能结核病医学图像分析主要应用于两方面。其一,结核病细菌学诊断。痰涂片镜检发现结核分枝杆菌是确诊结核病的主要依据之一。过去将显微镜与数据库连接起来是不可能的,但现今,基于数字技术的结核分枝杆菌自动检测

25、系统,能够通过自动学习切片量化信息,进行切片图像增强,并利用算法模型对目标区域图像识别进行补充和优化,在提高痰镜检准确度的同时,减少了检验人员的工作量与患者等待结果的时间 2 5。部分研究设计的自动化TB系统除检测结核分枝杆菌外,还能对标本检验结果进行级别分类 2 6 1。一旦结核分枝杆菌测试结果可用,部分结核分枝杆菌检测技术可实现将所有数据同步到数据库中 2 7 。其二,结核病影像学辅助诊断。影像学检查是结核病早期诊断的一个重要组成部分,结核病常规的影像学诊断以胸部X线和胸部CT为主。由于肺结核影像学表现广泛,典型肺结核影像学特征(干酪样坏死区、肺空洞)较少见且难以与其他肺部疾病鉴别,致使传

26、统影像学检查难以满足当前的诊疗需求 14 。基于数字技术的数字化胸片诊断系统利用人工智能、深度学习、机器学习、3D打印自动分类、增强与建模的特点,能够有效弥补传统影像学检查的不足,例如利用基于人工智能技术的模型对胸部X线片进行建模并增强图像分析,除实现区分结核病患者与正常人胸片外 2 8 ,也可实现病变定位 2 9 。因此,数字技术赋能结核病医学图像分析不仅有助于结核病病情快速诊断,而且提高了结核病诊断的准确性,降低了漏诊、误诊的概率。2.2.2数字技术赋能结核病基因组学数据挖掘。以人工智能技术和计算机视觉为主的数字技术应用,使得从基因中提取和挖掘定量特征、深度解析疾病的发病规律和相关进展成为

27、可能,因此人工智能融合计算机视觉与高通量组学数据成为大数据挖掘的一种新形式 30 在结核病诊断过程中,从基因组学数据中挖掘结核分枝杆菌新的生物标志物,找到结核病鉴别诊断的新方法是当前研究的热点。目前,利用人工智能算法学习结核病患者的组学信息,通过算法模型区分结核病潜伏感染者、活动性结核病患者与非结核病患者,并整合高通量基因测序数据,可实现结核病的精确诊断,进而缩短诊断时间,提高结核病的临床诊断效能 31,例如利用数字聚合酶链反应(digitalpolymerase chain reaction,dPCR),检测结核病患者血浆中的结核分枝杆菌的IS6110和IS1081-dPCR能帮助诊断涂片阴

28、性结核病 32 。在耐药诊断方面,敏感性结核病患者发展成为耐药结核病患者是当前结核病防治难点与研究前沿,利用机器学习算法已能实现结核病耐药预测与耐药类型分类 33,部分数字技术赋能的基因突变检测,也使耐药结核病的快速诊断成为了可能 34 162024年2 月第3 7 卷第2 期医学与社会2.3以个性化治疗为主要靶点的结核病治疗方案选择为结核病患者提供个性化治疗方案有助于降低患者治疗失败率,同时还能减少耐药结核病的产生。现阶段,临床医生在选择结核病患者的治疗方案时主要参照结核病诊疗指南,仅将“是否初治、是否痰涂片抗酸染色阳性”作为选择治疗方案的依据较为单一;而千篇一律的治疗方案与不合理选择治疗方

29、案是造成结核病广泛耐药的重要原因之一,使得治疗难度加大 35。现以人工智能为主的数字技术能够基于目前已知的治疗方法及药物,结合患者特征,经过算法拟合构建患者治疗方案分类与预测模型,为医生制定治疗方案提供决策参考 35-36 ;另外,利用以人工智能为主的数字技术能够准确预测抗结核药物组合的活性、不同药物组合的协同作用及药物之间的拮抗作用,可为患者匹配出当前抗结核治疗的最佳药物组合 32.4以患者为中心的结核病智能综合管理工具确保结核病患者坚持全流程治疗一直是结核病防治的一项重大挑战,同时对结核病患者进行健康管理是缓解结核病疫情的重要途径 7 。数字技术引人结核病患者管理后,电子直视疗法(elec

30、tronic di-rectlyobservedtherapy,e D O T)成为数字医疗干预的重要组成部分 38 。基于数字技术的结核病智能综合管理工具打破了传统健康管理跨地理时空的限制,能有效克服人力、物力短缺问题,提醒医务人员开展个性化、患者中心化的监测管理与患者关怀服务,同时减少数据质量问题结核病智能综合管理工具通过综合利用人工智能、网络信息、计算机、云服务等数字技术,搭建起集“系统登录模块-患者推介模块一患者追踪模块一患者诊疗模块-患者管理模块”为一体、可移动的智能终端结核病患者综合管理系统,可实现结核病患者全流程追踪管理。智能综合管理工具本质上是连接需方(患者)和供方(医疗人员)

31、,为患者提供服务,同时可将数据共享给各级医疗机构,实现患者全流程追踪管理的系统。结核病智能综合管理工具可分为前端的数字管理工具(如电子督导药盒、视频督导、可摄取传感器、移动终端应用软件等)和以医疗机构为主体的数据终端管理平台,其中珠海市基层医疗机构结核病健康管理服务系统是具有代表性的数据终端管理平台 39 目前有关的研究表明,数字技术赋能结核病监测管理的系统缺乏收集结核病诊断、治疗数据及进行数据中控的标准化卫生信息系统 4 0 01。为了加强国家或全球监测管理系统,部分研究测试了基于智慧化网络平台、诊断技术互连和标准化的卫生信息系统,如OUT-TB Web、e-T B Ma n a g e r

32、、E T R.Ne t、T BPortals和TBGenovanetwork等,制作可视化结核病、耐药结核病患者的热图,分析患者的空间聚集性,用以指导财政、技术和人力资源的分配,并为结核病检测设备的资源配置提供信息和指导 2 1-2 。同时,也采用人工神经网络、大数据分析、基于web的调查、数学建模等方法预测结核病患者流量 7 。以患者为中心的结核病智能综合管理工具,不仅实现了患者的健康管理与用药管理,也实现了结核病患者从“就诊、诊断、治疗与监测管理”诊疗路径的全程闭环与反馈。3数字技术赋能结核病诊疗的展望数字技术在结核病“就诊、诊断、治疗与监测管理”全过程中都有突出表现,为结核病患者主动到院

33、就诊、诊断信息分析、个性化治疗方案选择与监测管理提供了重要的理论基础和技术支撑,同时结核病诊疗数据的数字化为基于大数据的信息流行病学研究提供了可能,促进了医疗供给主体协同化、医疗供给内容多样化、医疗决策智能化、医疗信息共享化,形成了高质量结核病诊疗新局面,但有些方面仍需进一步增强3.1确保结核病数据信息安全性结核病患者的医疗数据是开展该领域数字医疗的重要基础,其中除个人隐私、账户信息外,还涉及患者的监护、诊疗和用药信息。虽然数字技术赋能结核病诊疗能有效减少医疗建设成本、缓解医疗挤兑问题,提高结核病的诊疗效果,但是也对患者数据信息安全性建设、防止患者隐私数据泄露提出了更高要求。一是数字技术赋能结

34、核病诊疗需要结核病患者众多医疗数据以提高模型分析、判别及预测的准确性,众多数据的接人与获取加剧了结核病患者数据隐私泄露的风险。二是移动边缘计算技术为移动用户享受区块链、物联网服务提供了可能,但是边缘网络边缘节点的安全防护能力不高,易被非法访问,会造成硬件设备的损坏和患者数据信息的泄露,进而导致结核病患者智能服务端口与信息管理平台的崩溃 4 1因此,结核病预防控制机构、网络服务平台应搭建更为安全的网络架构,防止系统漏洞与网络崩溃,17张加瑞等数字技术赋能结核病诊疗的路径研究规范数据获取权限,构建交互共享、安全稳定、实时可信的数字化结核病医疗服务与管理系统,确保患者信息能够安全、及时地在各级医疗机

35、构之间交互传输;同时应制定相关的法律法规,约束与强制管控结核病患者数据信息的获取与利用行为。3.2规范结核病数据共享与管理3.2.1打破数据孤岛提升结核病诊疗数据利用率。由于“数据孤岛”的存在及数据隐私保护的规定,存在可开放共享的结核病患者数据信息较少及医疗保健系统与应用程序之间缺乏数据互操作性等问题 4 2 ,导致深度大规模的平台测试与模型训练难以实现。联邦学习(federatedlearning,FL)是一种新型的分布式学习形式,旨在帮助多个组织联合训练具有隐私保护的机器学习模型。目前,联邦学习已在打破“数据孤岛”问题方面得到了广泛关注,其具有的跨数据集、跨时空、隐私保护、允许多个参与方(

36、也称为客户机、用户、客户端等)协作训练的特点,可在一定程度上缓解由“数据孤岛”造成的数据利用率低、交互性差、更新迭代慢等问题 4 3。因此,未来的研究人员可考虑将联邦学习用于结核病诊疗数据跨时空传输与共享、诊疗模型训练,提升结核病诊疗数据利用率及诊疗模型的泛化能力。3.2.2改善数据异质性提升算法模型的准确性。高质量的标注训练数据是结核病诊疗数字化平台及其算法模型测试的基础 4 。虽然结核病信息管理报告系统使得全国所有的结核病预防控制机构可以通过该系统实时录入结核病患者的个案信息和规划活动信息,规范了部分数据录人格式,但是仍存在传染病报告卡填报错误的情况 4 5。由于结核病医疗数据来源广泛、存

37、在异质性,若用缺少高质量标注且存在较大异质性的数据进行模型训练,会出现训练数据类别不平衡的问题,导致预测结果偏向样本量多的类别,进而出现过拟合现象。因此,各级医疗机构应规范数据采集、传输、存储、处理、共享、销毁的全生命周期管理,制定相应的数据统一录人标准与指南,通过数据增强方式增加标注质量良好的数据样本量,以改善数据异质性;并考虑研发深程度兼容数据的不同模态或多模态融合模型,提高算法模型的准确性,最终达到结核病诊疗高效与精准的目的3.3创新关键技术能力3.3.1应用场景创新。创新是引领发展的第一动力。目前,数字技术赋能结核病诊疗主要集中于以线上智慧化网络服务系统为主的远程医疗、与医学影像相结合

38、的图像分析、基因组学数据挖掘和支持患者治疗管理应用、信息统计分析的系统,对多组学数据的融合程度不高,缺乏多层次、多角度的系统研究思维,诊断报告结果联合程度不高,需要创新结核病诊疗场景。目前,影像基因组学是研究热点,是一种将成像特征与基因组学数据交叉关联的高通量研究方法,且在肺癌领域已有众多研究 30 ;而鲜少见影像基因组学在结核病诊断过程的研究,若以人工智能为主的数字技术与影像基因组学结合,结核病的诊断将会实现创新性进步。因此,需推进数字技术、应用场景和结核病诊疗模式的融合创新,不断创新结核病诊疗场景,提高结核病诊断的效率与准确性,深化数字技术与基因组学、影像组学等的交叉研究,实现结核病诊疗路

39、径的创新发展。3.3.2数字技术间组合应用创新。人工智能技术本身所具有的暗箱特质会导致模型出现可解释性困境。“暗箱”是指输入的数据和输出的答案之间存在不为人知的决策过程,难以观察、难以理解 18 。当医疗机构提供结核病诊疗信息后,经过人工智能模型模拟,得到结果的过程无法知晓,可能导致医务工作者在决策时产生更多的伦理问题。5G网络构建核心的移动边缘计算技术,能为就近用户提供就近边缘云服务,但边缘计算易受到非法攻击,最终导致整个网络系统的崩溃 4 1。物联网系统是基于互联网、传统电信网等的信息承载体,尽管采取了安全措施,但该系统可以引导各种网络攻击;同时其设计、开发、维护过程均较复杂。区块链具有去

40、中心化的特点,并结合了透明度、不变性和共识属性,能实现安全的伪匿名交易,利于保障数据的安全性,同时具备可扩展性、时序性,能确保医疗数据完整性,提供高效的组织和协作机制 4 6 O因此,后续研究及医学实践可进行数字技术间组合应用创新,以促进数字技术在医学领域的协同创新发展。例如,可通过“底层创新”来加强人工智能的算法性能和适应性,并利用计算机可视化工具,将结核病领域知识整合到模型的抽象特性中,使研究结果呈现可视化效果,以增强人工智能模型的可解释性。3.4加强数字医疗伦理工作为应对数字技术赋能结核病诊疗带来的人类智能替代、运用途径、人机关系等的智能伦理问题,构18医学与社会2024年2 月第37

41、卷第2 期建和谐的医患关系,需加强医学伦理培训工作,促进医务实践工作者与医学科研人员形成正确的伦理观;开展健康宣传教育活动提高公众对医疗数字化的认知度与接受度;制定与完善相应的规则体系,建立完善的责任与处罚机制,以加强数字时代下结核病患者的智能医疗伦理保护;丰富数字医疗实践内容,不仅让工作者参与也让患者主动参与,从双方互动的实践过程中让数字医疗伦理走上正轨。4结论人工智能等数字技术在辅助结核病“就诊、诊断、治疗与监测管理”全流程中具有重要意义,为结核病防治提供了有价值的探索。虽然数字技术赋能结核病诊疗路径中仍存在较多困境,例如宏观层面数据安全法律、法规与规范化政策等大环境尚未形成,中观层面供需

42、之间的矛盾,微观层面诊疗技术的综合性未能充分利用、缺乏诊疗技术的客观监管与评估等。但是数字技术与结核病诊疗的结合仍呈现出较大应用前景,人工智能、大数据、物联网等技术的应用能够有效减少医疗建设成本,促进结核病诊疗技术创新与诊疗流程优化。逐步将数字技术运用于结核病诊疗过程的各个环节,坚持“预防为主,防治结合”的方针,打通阻点,实现结核病诊疗关口前移、优质医疗资源下沉,加强后续管理,并与监测系统结合,提升应急反应速度,让人性化管理与数字化技术充分结合,进一步助力2 0 30 年“终结结核病”目标的实现。参考文献 1 JWord Health Organization.Global tuberculo

43、sis report2023 R.Geneva:Word Health Organization,2023.【2 徐彩红,周向梅,范伟兴,等.我国结核病防治主要成就回眸及呕待解决的问题与建议 J.中国防痨杂志,2020,42(12):1263-1267.3 JLONG Q,GUO L,JIANG W,et al.Ending tuberculosis inChina:health system challenges J.Lancet Public Health,2021,6(12):e948-e953.4 J VIAL G.Understanding digital transformatio

44、n:a review anda research agenda J.Journal of Strategic Information Sys-tems,2019,28(2):118-144.【5曹艳林,张可,易敏,等.数字时代的医疗数字化与数字医疗卫生软科学J.卫生软科学,2 0 2 2,36(10:80-85.6 谭铁牛,孙哲南,张兆翔.人工智能:天使还是魔鬼?J.中国科学:信息科学,2 0 18,4 8(9):12 57-12 6 3.7 JLEE Y,RAVIGLIONE M C,FLAHAULT A.Use of digitaltechnology to enhance tubereu

45、losis control:scopingreviewJ.J Med Internet Res,2020,22(2):e15727.8 JRIDHO A,ALFIAN S D,VAN BOVEN JF M,et al.Dig-ital health technologies to improve medication adherenceand treatment outcomes in patients with tuberculosis:sys-tematic review of randomized controlled trials J.J Med In-ternet Res,2022,

46、24(2):e33062.9 JDUAN H,SUN Z,DONG W,et al.On clinical event pre-diction in patient treatment trajectory using longitudinal e-lectronic health records J.IEEE J Biomed Health Inform,2020,24(7):2053-2063.10王黎霞,成诗明,陈明亭,等.2 0 10 年全国第五次结核病流行病学抽样调查报告J.中国防痨杂志,2 0 12,34(8):485-508.11WANG Q,MA A,HAN X,et al.H

47、yperglycemia is associ-ated with increased risk of patient delay in pulmonary tuber-culosis in rural areas J.J Diabetes,2017,9(7):648-655.12CHIMBATATA N B W,ZHOU C,CHIMBATATA C M,etal.Barriers to prompt TB diagnosis-a comparative study be-tween northern Malawi and eastern rural ChinaJ.Trans RSoc Tro

48、p Med Hyg,2017,111(11):504-511.13 MARTINEZ L,XU L,CHEN C,et al.Delays and path-ways to final tuberculosis diagnosis in patients from a refer-ral hospital in urban China J.Am J Trop Med Hyg,2017,96(5):1060-1065.14DANDE P,SAMANT P.Acquaintance to artificial neuralnetworks and use of artificial intelli

49、gence as a diagnostictool for tuberculosis:a review J.Tuberculosis(Edinb),2018(108):1-9.15 NIEWIADOMSKA A M,JAYABALASINGCHAM B,SEI-DMAN J C,et al.Population-level mathematical modelingof antimicrobial resistance:a systematic review J.BMCMed,2019,17(1):81.16徐彩红,张慧,刘小秋.2 0 11和2 0 15年全国县(区)级结核病防治体系和人员数

50、量情况分析 J.中国卫生资源,2018,21(1):77-80.17李智,周惠,陈晓军,等.基于数字技术的结核病患者管理方法研究进展 J.中国防杂志,2 0 19,4 1(9):1015-1020.18周吉银,刘丹,曾圣雅.人工智能在医疗领域中应用的挑战与对策 J.中国医学伦理学,2 0 19,32(3):2 8 1-2 8 6.19江维国,唐书娣.数字技术赋能农村基本公共卫生服务高质量供给研究 J.世界农业,2 0 2 3(5):6 8-7 7.20徐彩红,赵雁林.构建智慧化网络助力结核病防治 J.中国防痨杂志,2 0 2 2,4 4(3):2 15-2 18.21MLOTSHWA M,SM

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