徐來　陳樹越　徐潭　林勤

【摘要】? ? 隨著新冠疫情的爆發(fā)，各個醫(yī)院開設(shè)的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院迅速興起，遠程醫(yī)療得到了極大的推動與發(fā)展。近年來智能設(shè)備的更新?lián)Q代和數(shù)字化醫(yī)療的發(fā)展，遠程醫(yī)療穿戴設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的結(jié)合越來越緊密。線下病人尤其是老年病人的出院隨訪在過去甚至可能未來相當(dāng)一段時間都是靠人工打電話來完成的。而病人在隨訪之前可能身體有不適而需要咨詢，卻因為不方便去醫(yī)院問診，有時甚至?xí)a(chǎn)生心理恐慌。本文設(shè)計了一種基于互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的診療隨訪聊天機器人。該診療隨訪機器人使用人工智能和機器學(xué)習(xí)算法，可以通過讀取遠程可穿戴設(shè)備上的病人信息，來給與病人病情評估和護理建議，可以較為迅速地給出院病人尤其是中老年病人的診療建議，維護了醫(yī)患間的關(guān)系，提高了滿意度，也極大地減輕了醫(yī)生的壓力。醫(yī)生也可以通過隨訪機器人的聊天記錄及時地了解病人信息并給與更準確的建議。

【關(guān)鍵詞】? ? 隨訪機器人? ? 人機交互? ? 人工智能? ? 機器學(xué)習(xí)? ? 遠程醫(yī)療

Abstract： With the outbreak of the new crown epidemic， Internet hospitals opened by various hospitals have rapidly risen， and telemedicine has been greatly promoted and developed. In recent years， with the upgrading of smart devices and the development of digital medical treatment， the integration of remote medical wearable devices and Internet hospitals has become increasingly close. The discharge follow-up of offline patients， especially elderly patients， has been completed by manual telephone calls in the past and possibly for quite some time in the future. Before the follow-up， the patient may have physical discomfort and need consultation， but because it is not convenient to go to the hospital for consultation， sometimes even psychological panic may occur. This paper designs a medical follow-up chat robot based on Internet hospitals. The medical follow-up robot uses artificial intelligence and machine learning algorithms to read patient information on remote wearable devices to give patient condition assessment and care advice， and can give hospital patients， especially middle-aged and elderly patients， faster diagnosis and treatment advice It maintains the relationship between doctors and patients， improves satisfaction， and greatly reduces the pressure on doctors. Doctors can also learn about patient information in a timely manner and give more accurate suggestions through the chat records of the follow-up robot.

Key words：Follow-up robot; Human-computer interaction; Artificial intelligence; Machine learning;Telemedicine

一、背景

醫(yī)療資源的緊缺是全世界的共同難題。作為一個擁有14億人口的大國，看病難一直是我國老百姓的痛處。隨著人口老齡化的加快，住院治療的人數(shù)也有了很大的增長。相對于中、青年人，老年人由于年級偏大，病情多、雜，在治療期結(jié)束出院后往往需要更多的醫(yī)療保健方面的關(guān)注與支持。現(xiàn)今，對出院病人的定期隨訪是當(dāng)值醫(yī)生工作的重要一環(huán)。醫(yī)生通常是通過電話對病人近期的病情恢復(fù)，身體狀況等進行一些詢問，并依此給出適合該病人的診療與恢復(fù)建議。然而一年老年獨居病人由于年紀較大，知識水平的局限，再加上子女不在身邊，在醫(yī)生隨訪時經(jīng)常不能現(xiàn)場給出較為準確的答復(fù)。而有時身體出現(xiàn)不適時，無法及時找到醫(yī)療人員咨詢，自己內(nèi)心也產(chǎn)生不安與恐慌，加上醫(yī)療資源的短缺，醫(yī)生時間的緊張，現(xiàn)今的電話隨訪已經(jīng)逐漸不能滿足醫(yī)患需求[1]。

二、遠程診療中隨訪機器人的概述

2.1 遠程診療中隨訪機器人的意義

醫(yī)生通過電話隨訪出院病人是目前隨訪的主要方式，但是受制于醫(yī)生繁忙的工作及緊缺的時間，通常是抽空在有限的時間里對出院病人的病情恢復(fù)狀況進行簡單的了解。但是相對于病人特別是老年病人，在治療期結(jié)束出院后仍然有較多的用藥咨詢，定期康復(fù)訓(xùn)練咨詢，營養(yǎng)膳食建議咨詢及后續(xù)的檢驗、檢查、掛號、預(yù)約的咨詢。通過互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院新增的的遠程診療隨訪機器人板塊可以與患者進行互動，并且可以給患者一些簡單的診療意見，從而對患者有更好的治療管理，以便快速地隨訪出院病人[2]。對于一些住在比較偏遠地區(qū)的老年人和一些經(jīng)濟條件不好的人，遠程診療隨訪機器人給與他們的診斷意見可以讓這些患者自己對病情有一個早期診斷的了解，同時在病情惡化時，他們也可以通過隨訪機器人了解一些醫(yī)學(xué)專業(yè)知識的應(yīng)對措施。這不僅能夠讓一些病情輕微的的患者減少去醫(yī)院的費用，同時也能讓他們通過與遠程診療隨訪機器人的溝通來及早發(fā)現(xiàn)疾病。遠程診療隨訪機器人一個區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院人工醫(yī)生的最主要區(qū)別就是可以隨時隨地地給與病人醫(yī)療建議。例如某些化療病人因為病痛身體不適，凌晨兩點失眠，無法入睡而感到絕望時，遠程診療隨訪機器人不僅可以給患者一些心理上的同情與安慰，并且可以提出一些緩解疼痛的用藥措施和護理方案，更為關(guān)鍵的是這些隨訪機器人可以7*24小時待命。后續(xù)的通過病人身上的一些智能可穿戴傳感設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，隨訪機器人還可以給出一些可能發(fā)生的病變提醒。這樣醫(yī)生也可以通過隨訪機器人和患者的聊天數(shù)據(jù)記錄了解患者病情，從而給出患者的病情處理優(yōu)先級的評判。遠程診療隨訪機器人的出現(xiàn)是我們醫(yī)療信息化的一個范式的轉(zhuǎn)變，它通過現(xiàn)代人工智能技術(shù)的潛力更好地服務(wù)了臨床醫(yī)生及患者。

2.2 遠程診療中隨訪機器人的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文隨訪機器人采用的是通用的聊天機器人人工智能AI技術(shù)作為基礎(chǔ)，聊天機器人AI引擎通常是具有語言識別功能模塊、語音識別功能模塊、機器學(xué)習(xí)功能模塊甚至情感分析功能模塊。這些功能模塊也使得聊天機器人在人機交互中顯得更加自然，因此遠程診療中的隨訪機器人是解決大量出院病人隨訪問題的理想解決方案[3]。其主要功能為患者在出院后可以主動發(fā)出有關(guān)預(yù)約掛號，醫(yī)護用藥問題，飲食健康等問題的咨詢，隨訪機器人基于患者問題提供人工智能建議，如果患者覺得以上建議不管用，也可以選擇直接聯(lián)系醫(yī)生咨詢。

在將通用的聊天機器人完善為專業(yè)的隨訪機器人的設(shè)計方案中，首個難點就是醫(yī)患間復(fù)雜的對話語境和專業(yè)醫(yī)療問題的應(yīng)對[4]。這種對話因為存在著互動，有著一定的不確定性，通常在隨訪過程中需要對一些問候，康復(fù)類的話語、問題進行應(yīng)答。因此要使人機對話時顯得不那么生硬，本文考慮到使用自然語言NPL進行分析處理，我們隨訪機器人需要首先建立一個自然語言詞典和醫(yī)療術(shù)語詞典。接著導(dǎo)入Python中的詞匯包，把常見的交流語句，簡寫，醫(yī)療專業(yè)術(shù)語錄入，自適應(yīng)處理匹配患者的詢問。

下一步，我們使用行為干預(yù)技術(shù)模型，對遠程診療隨訪機器人的情感因素進行設(shè)計，以便檢測到患者有情緒性的表達時，能夠給與一定正面的情感回復(fù)及反饋。因為通常情況下，若患者咨詢提到“晚飯后，肚子不舒服”這類問題時，而隨訪機器人只是回復(fù)“知道了”這樣的語句，這樣的回復(fù)方式會讓患者的體驗很不好。所以在隨訪機器人給與患者答復(fù)時，若患者感覺不好，可以通過反饋選項反饋給我們。我們可以通過后臺智能傳送服務(wù)對現(xiàn)有框架進行管理和信息干預(yù)[5]。通過行為干預(yù)模型，在可用性、參與積極性、適用性、醫(yī)學(xué)知識和實施過程等五個方面動態(tài)地權(quán)衡修改干預(yù)決策條件和標準，以確定現(xiàn)有情感語氣回復(fù)能適用應(yīng)大部分的患者需求。

醫(yī)患間的咨詢模塊，因為涉及的醫(yī)學(xué)知識比較多，隨訪機器人受限于基礎(chǔ)AI版本的限制，回復(fù)準確率會受到一定的影響。所以這里采用機器學(xué)習(xí)的算法對隨訪機器人進行更新完善以提高回復(fù)的準確率。除了了前文所做工作中導(dǎo)入的醫(yī)學(xué)詞匯包這個基礎(chǔ)步驟以外，還需要對醫(yī)生和病人的診療對話進行一一分類和匹配以進行進一步的AI機器人學(xué)習(xí)與修改，以提高回復(fù)的準確率。首先第一步需要將互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院中的咨詢和復(fù)診模塊里患者的常見問題數(shù)據(jù)進行聚類，得到患者常見問題的數(shù)據(jù)集群。因為數(shù)據(jù)量較大，實際抽取了約三千條診斷對話。接下來將醫(yī)生針對患者最常見問題的應(yīng)答數(shù)據(jù)進行聚類得到醫(yī)生問題應(yīng)答數(shù)據(jù)集群，最后從醫(yī)生和患者的問答數(shù)據(jù)集群中，加權(quán)計算并抽取配對響應(yīng)頻率較高的語句，將之組建成一個回復(fù)響應(yīng)數(shù)據(jù)包，將計算出的最常用加權(quán)平均詞句作為發(fā)送給患者的回復(fù)。最后以病人對隨訪機器人的回復(fù)滿意度來動態(tài)修改隨訪機器人的回復(fù)決策，即通過深度學(xué)習(xí)算法優(yōu)化隨訪機器人[6]。當(dāng)患者的滿意度低于70%時，行為干預(yù)其回復(fù)決策，并重新進行新一輪數(shù)據(jù)抽取和加權(quán)計算，生成新的數(shù)據(jù)響應(yīng)包，依此反復(fù)優(yōu)化。

遠程診療中隨訪機器人與患者溝通流程圖如圖1所示：

圖1顯示了患者人機交互的過程?；颊呖梢赃x擇他們的需求如掛號預(yù)約咨詢，康復(fù)咨詢，用藥咨詢等。隨訪機器人給出診斷與建議后，病人可以選擇是否滿意，若不滿意，則直接進入醫(yī)生人工服務(wù)，若選擇滿意，則可以返回重新咨詢其他問題或者選擇結(jié)束咨詢。

三、遠程診療中隨訪機器人的應(yīng)用

目前互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院遠程診療中使用的隨訪機器人是在診后模塊中與病人進行溝通交流的。該模塊中隨訪機器人會定期以醫(yī)務(wù)工作人員預(yù)設(shè)的閾值時間內(nèi)主動與病人進行溝通。醫(yī)生可以在閑暇時查看隨訪機器人的聊天數(shù)據(jù)記錄，以便對病人的病情有一些初步了解，方便醫(yī)生后續(xù)的人工隨訪。同時該模塊也可以接受病人的主動問詢，醫(yī)生模塊生成tips提醒醫(yī)生查看相關(guān)聊天記錄。圖2顯示了某醫(yī)院咨隨訪機器人的回復(fù)模式。

通過對患者問題的關(guān)鍵字和語句識別，隨訪機器人可以生成針對病人不適感咨詢的回復(fù)，同時針對病人的情感類語言也作出禮貌性的答復(fù)。該模塊經(jīng)過測試，回復(fù)效果較為準確，但是仍需要深度學(xué)習(xí)進行優(yōu)化和更新。

四、結(jié)束語

隨著智慧醫(yī)院的興起，醫(yī)療信息化的不斷發(fā)展及在新冠疫情世界大流行等多重因素的影響下，遠程醫(yī)療線上問診已經(jīng)逐漸成為了一種趨勢?；ヂ?lián)網(wǎng)醫(yī)院作為遠程醫(yī)療的一個主要診療方式，正被越來越多人患者接受和采用?；ヂ?lián)網(wǎng)醫(yī)院線上咨詢和復(fù)診是醫(yī)患線上交流的主要方式，但受制于成本的考慮，線上診療的醫(yī)患比依然比較緊張。線下患者出院后，醫(yī)生通常還要對其進行隨訪問診，而本文所設(shè)計的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院客戶端中的隨訪機器人模塊恰是一個新的突破口。隨訪機器人不但可以按照醫(yī)生設(shè)定的閾值時間定期隨訪病人，也可以接受病人的主動詢問，這不僅幫了醫(yī)生節(jié)省了大量時間，使醫(yī)生可以把更多的精力投入到接診中，同時也可以讓醫(yī)生通過隨訪機器人的聊天記錄對隨訪患者病情有一定了解，更解決了一些患者，特別是中老年患者對病情的擔(dān)憂，隨訪機器人隨時隨地給他們的疑問予以解答，緩解了他們的焦慮，提升了病患的滿意度。雖然隨訪機器人目前解決了很多醫(yī)患間的問題，但是其系統(tǒng)問答準確度的完善仍需要一段時間。未來隨著智能穿戴設(shè)備的大范圍使用，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，本系統(tǒng)的發(fā)展仍值得期待。

參? 考? 文? 獻

[1]田雅玲，任紅，馬靜.? 延續(xù)性護理管理在回訪中心的應(yīng)用[J].武警醫(yī)學(xué)，2018，29（10）1009-1010.

[2] T. Nadarzynski， O. Miles， A. Cowie， D. Ridge， Acceptability of artificial intelligence （ai）-led chatbot services in healthcare： A mixed-methods study， Digital health 5 （2019）

[3]楊凱翔.? 聊天機器人知識挖掘方法研究[D].華南理工大學(xué)，2015.

[4]易順明，胡振宇，中文聊天機器人原型系統(tǒng)的設(shè)計[J].沙洲職業(yè)工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2007，10（2）：5-9.

[5] Raij， A. B.， Johnsen， K.， Dickerson， R. F.， Lok， B. C.， Cohen， M. S.， Duerson， M.， ... & Lind， D. S. （2007）. Comparing interpersonal interactions with a virtual human to those with a real human. IEEE transactions on visualization and computer graphics， 13（3）， 443-457

[6]馮升.? 聊天機器人系統(tǒng)的對話理解與研究與開發(fā)[M].北京郵電大學(xué)，2014.