劉 琦 王效慈 查 偉 周彤宇 丁 丹

（新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院三全學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

0 引言

近年來，深度學(xué)習(xí)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用更加深入，該技術(shù)主要從人臉表情、語音語調(diào)、文本語義、姿態(tài)行為及多模態(tài)數(shù)據(jù)融合等方面入手[1]，搜集相關(guān)特征并將其融合成廣泛全面的綜合特征，并借助綜合特征的相關(guān)指征去分析樣本。例如，將心電圖紙質(zhì)記錄數(shù)字化，并使用深度學(xué)習(xí)生成對心臟相關(guān)問題的準(zhǔn)確診斷[2]?；谏疃葘W(xué)習(xí)的抑郁癥診療方案，對就診人的日常行為等進(jìn)行分析，輔助臨床醫(yī)生做出精準(zhǔn)的診斷，提高抑郁癥患者的就診率和確診率，避免耽誤患者的最佳診療時間。

1 抑郁癥診療現(xiàn)狀

1.1 抑郁癥診療的困境

抑郁癥是全球高發(fā)病之一，大約有2.8億人患有抑郁癥。

抑郁癥患者的數(shù)量逐年不減反增的原因主要有以下幾點(diǎn)：一是抑郁癥患者早期疾病癥狀不明顯。早期抑郁癥患者與普通人一樣，在日常生活中會有情緒波動的起伏，不易被察覺，往往到中后期癥狀較為明顯。二是許多患者缺乏對抑郁癥的正確認(rèn)識?；颊咄灰庾R到心理情緒的壓抑無法釋放，卻并未意識到感統(tǒng)神經(jīng)也可能出現(xiàn)了問題。三是社會對抑郁癥患者的偏見和歧視。絕大多數(shù)患者不敢面對自己患有抑郁癥或者擔(dān)心被確診為抑郁癥后會受到他人歧視而拒絕到醫(yī)院就診，選擇逃避和無視疾病，耽誤最佳的治療時間。四是抑郁癥患者往往比較悲觀和自卑。抑郁癥的治療耗時長、費(fèi)用大等現(xiàn)狀讓部分患者畏縮，看不到希望。五是抑郁癥的發(fā)病原因尚不清晰，包含很多因素?；颊咄霈F(xiàn)身體不適才選擇就醫(yī)，并以身體不適的片面狀況作為主述，內(nèi)科醫(yī)生缺乏精神病學(xué)方面的專業(yè)知識，無法正確診斷患者的真實(shí)病情導(dǎo)致誤診和漏診，錯過最佳治療時機(jī)。六是精神病醫(yī)生的短缺。在中國，基于傳統(tǒng)思想觀念，人們對于精神醫(yī)生存在曲解和歧視，致使精神醫(yī)生社會地位低下，出現(xiàn)多數(shù)醫(yī)學(xué)生不愿意專修精神病學(xué)方向研究生的現(xiàn)象，導(dǎo)致真正進(jìn)入精神病學(xué)臨床的醫(yī)生的數(shù)量逐年下降。

1.2 提高抑郁癥患者確診率的重要性

伴隨著抑郁癥患者的逐年增加和醫(yī)院精神醫(yī)生的嚴(yán)重不足，導(dǎo)致抑郁癥患者的就診較為緊張和不便。如何快速準(zhǔn)確地提高抑郁癥患者的確診率則尤其重要，其重要性主要表現(xiàn)在以下方面：一是提高人們的生活質(zhì)量。提倡人們重視自己的心理健康，接受心理健康教育，學(xué)會向他人傾訴煩惱，意識情緒抑郁時，及時做心理咨詢，避免極端消極情緒的產(chǎn)生，降低自殘和自殺率。二是為兒童和青少年打造優(yōu)質(zhì)的生活和成長環(huán)境。將社會工作的部分重心放在兒童和青少年的心理健康問題上，減少低齡化自殺現(xiàn)象。三是創(chuàng)造和諧社會。針對當(dāng)前抑郁癥患者確診人數(shù)急速上升的現(xiàn)狀，社會和政府越來越重視心理健康教育，開展心理健康講座，提倡早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療，抵制對抑郁癥患者的歧視現(xiàn)象，共建美麗健康中國。

2 構(gòu)建深度學(xué)習(xí)輔助診斷技術(shù)的必要性

深度學(xué)習(xí)主要通過搭建含有多個隱含層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，同時利用大量的訓(xùn)練樣本來學(xué)習(xí)，得到更有利用價值的特征，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測、分類的準(zhǔn)確性[3]。機(jī)器通過學(xué)習(xí)大量樣本病例特征，克服人錯誤的主觀意識對診斷結(jié)果的影響，給出更準(zhǔn)確、更全面的輔助診斷結(jié)果，有利于患者疾病的確診。

動作行為識別是計算機(jī)視覺（Computer Vision，CV）領(lǐng)域中的一個研究熱點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能監(jiān)控、人機(jī)交互、視頻檢索等領(lǐng)域中[4]。同時，CV通過自動檢測（或跟蹤）圖像（或視頻）中的人臉，進(jìn)而對檢測和跟蹤到的人臉提取相關(guān)信息，比如身份、表情、年齡、性別等[5]。深度學(xué)習(xí)機(jī)器運(yùn)用動作行為識別技術(shù)，通過攝像頭拍攝就診人的肢體動作和面部特征進(jìn)行相關(guān)計算，形成精準(zhǔn)的計算數(shù)據(jù)輔助診斷。

3 深度學(xué)習(xí)技術(shù)與抑郁癥診療結(jié)合

3.1 將深度學(xué)習(xí)用于抑郁癥診療的優(yōu)勢

其一，在識別患者的肢體動作方面。深度學(xué)習(xí)模型捕捉到的視頻時空特征的有效性直接影響其對視頻行為動作的識別分類性能，利用人體姿態(tài)估計模型，學(xué)習(xí)到圖像描述的人體關(guān)鍵點(diǎn)和人體肢干的特征，對識別人體動作行為更具有針對性[6]。通過捕捉并識別就診人肢體行為在特定時空位置上的關(guān)鍵點(diǎn)特征，給予更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，判斷是否與患者動作模型相似。其二，在識別患者的情緒表達(dá)方面，將CASIA的語音情感數(shù)據(jù)庫用于深度學(xué)習(xí)機(jī)器，識別就診人進(jìn)行語言表達(dá)時的情緒狀態(tài)。由中國科學(xué)院自動化所錄制的CASIA漢語情感語料庫，包含六種情緒：生氣、高興、害怕、悲傷、其他和中性。其中，錄制人用不同的情感朗讀相同文本的語料有三百句，深度學(xué)習(xí)機(jī)器可以對比分析不同的情感狀態(tài)下的聲學(xué)和韻律表現(xiàn)，來判斷就診人的語言和情感表達(dá)。

基于深度學(xué)習(xí)機(jī)器依據(jù)人體姿態(tài)估計模型和語音情感表達(dá)識別系統(tǒng)來輔助診斷就診人在問診過程中的行為和語言表達(dá)是否達(dá)到患病程度，其與抑郁癥診療結(jié)合的具體優(yōu)勢如下：（1）機(jī)器通過深度學(xué)習(xí)，判斷就診人的行為和情緒變化，輔助醫(yī)生正確做出疾病診斷，提高抑郁癥患者的確診率，早發(fā)現(xiàn)早治療，提高患者的生活質(zhì)量。（2）醫(yī)生在對患者診斷的過程中，會出現(xiàn)心情波動、疲憊等情緒狀態(tài)不佳的情況，可能會對診斷結(jié)果造成不良影響甚至誤診，耽誤患者的最佳治療時間，而機(jī)器不存在自身情緒波動問題，可以精準(zhǔn)地做出診斷，能輔助醫(yī)生做出正確的判斷。（3）排除就診人因?yàn)槟X器質(zhì)性疾病而患有抑郁癥的可能性，醫(yī)生會通過SDS抑郁自測表來輔助診斷就診人是否患有抑郁癥，處于幾級抑郁癥，而就診人在填寫SDS抑郁自測表時，往往帶有主觀意識，或者避免被診斷為抑郁癥選擇自己認(rèn)為的最佳答案，在測試結(jié)束后，SDS抑郁自測表無法作為最佳的輔助診斷依據(jù)，阻礙醫(yī)生做出最佳診斷結(jié)果。深度學(xué)習(xí)機(jī)器可通過觀察記錄就診人的行為和語言表達(dá)，給出精準(zhǔn)的判斷數(shù)據(jù)，從而最好地輔助醫(yī)生做出診斷。（4）對于生活中無法及時做到解除或減輕過重心理負(fù)擔(dān)和壓力的人們，通過記錄他們的抑郁表征，及時做出提醒，讓人們重視自己的情緒和行為，干預(yù)他們的消極態(tài)度，避免抑郁癥、自殺等情況的發(fā)生，創(chuàng)造良好的社會環(huán)境。

3.2 基于深度學(xué)習(xí)輔助抑郁癥診療技術(shù)的實(shí)踐

由于國內(nèi)緊缺專業(yè)的精神病醫(yī)生，各醫(yī)院醫(yī)生的診療水平參差不齊，導(dǎo)致抑郁癥患者的漏診、誤診概率大。為了更有效地減少不良情況的發(fā)生，將深度學(xué)習(xí)機(jī)器運(yùn)用在生活的方方面面，更好地做到預(yù)防、診斷和治療，防止抑郁癥的發(fā)生和惡化?，F(xiàn)模擬以下可以運(yùn)行的場所：一是精神疾病科室。將深度學(xué)習(xí)機(jī)器人用于抑郁癥患者的診斷過程中，機(jī)器人通過收集就診人的肢體動作和語言表達(dá)信息，計算出輔助診斷報告，利于精神病醫(yī)生的診斷。二是內(nèi)科室。將深度學(xué)習(xí)機(jī)器人用于內(nèi)科門診，通過觀察患者的表達(dá)，及時發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者的失診人群，做到早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療，及時控制病情的惡化。三是辦公室。隨著社會的快速發(fā)展，人們的學(xué)習(xí)工作壓力大，聚集的負(fù)能量無法得到及時的排解，進(jìn)一步發(fā)展為抑郁癥的可能性極大，將深度學(xué)習(xí)算法用于電腦中，通過攝像頭等硬件設(shè)備收集自身日常生活中的動作和語言信息，得到精準(zhǔn)的匯報表，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)果及時做出調(diào)整，可提高人們的生活質(zhì)量。四是教室。近年來，抑郁癥的發(fā)病已開始出現(xiàn)低齡化趨勢，學(xué)校學(xué)生因?yàn)檎n業(yè)壓力大，跳樓自殺事件屢屢發(fā)生。為了減少意外事件的發(fā)生，可將深度學(xué)習(xí)算法用于教師電腦，通過監(jiān)控觀察班級學(xué)生的日常行為，及時了解學(xué)生的心理情緒變化，及時干預(yù)，做好心理疏導(dǎo)工作，避免意外的發(fā)生。

4 總結(jié)與反思

4.1 總結(jié)

將深度學(xué)習(xí)技術(shù)很好地應(yīng)用于抑郁癥診療的過程，高效地輔助醫(yī)生做出精準(zhǔn)的診斷，提高抑郁癥的就診率和確診率，避免耽誤患者的最佳治療時間。同時，人們也更加重視自己的情緒變化，做到早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療。抑郁癥患者數(shù)量的增加也引起全社會的關(guān)注，消除歧視等不健康想法，共創(chuàng)和諧社會。

4.2 反思

目前，深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其算法也是不斷發(fā)展變化的，并且抑郁癥的發(fā)病機(jī)制和臨床表現(xiàn)等尚不明確，無法達(dá)到最為精準(zhǔn)的輔助診斷。因此，抑郁癥患者的確診不能完全依靠深度學(xué)習(xí)機(jī)器給出的輔助診斷報告，還需要各醫(yī)學(xué)院校培養(yǎng)出一批批優(yōu)秀的精神病醫(yī)生。相信隨著深度學(xué)習(xí)算法的完善和抑郁癥臨床表現(xiàn)的明確，可利用深度學(xué)習(xí)機(jī)器輔助醫(yī)生做出最精準(zhǔn)的判斷，讓抑郁癥患者得到最為準(zhǔn)確的治療方案，發(fā)揮其在醫(yī)療衛(wèi)生方面的重大貢獻(xiàn)。