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本文刊登于《中国实用妇科与产科杂志》
2024年10月 第40卷 第10期
产科医疗服务在保障孕产妇及新生儿健康的过程中发挥着重要作用,而当前产科医疗实践中仍有诸多挑战,存在监护不当、漏诊、误诊及治疗延迟等问题,这些问题可能导致不良妊娠结局[1]。近年来,全球在降低孕产妇死亡率方面处于瓶颈期[2],为此,我们必须寻求创新的解决方案来改善现有的产科医疗服务体系。
人工智能(artificial intelligence)是专门探索人类的感觉和思维过程规律以及研究用计算机来模拟人的智能活动的一门学科,以其强大的数据处理能力和模式识别能力,为医疗领域带来了革命性的变化。在产科服务中,人工智能技术的应用也展现出了巨大的潜力。从母胎监测的实时数据分析,到产科疾病的早期预测和诊断;从预测评估产科疾病的预后,到诊疗决策的智能化辅助,人工智能技术正以其高效、精准、个性化的特点,不断提升产科服务水平。本文主要阐述人工智能在产科服务中的应用现状及未来的发展前景。
人工智能是一门研究并开发用于模拟和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的学科[3],核心目标是使计算机能够完成通常需要人类智能才能完成的任务,如视觉识别、语言理解、问题解决和决策等[4]。1950年,“人工智能之父”Alan Mathison Turing提出“图灵测试”,回答计算机是否能有人的智能的问题,开启了人工智能研究时代[5]。
人工智能涉及机器学习、计算机视觉、图像识别、自然语言学习等不同领域和应用[4],机器学习是推动人工智能发展的关键因素,通过输入的数据进行自动学习建立模型,使机器具备一定的学习、分析、分类和识别等能力[3]。人工智能目前在医疗领域应用广泛,例如健康信息系统、流行病监测、医疗数据的编码、医学成像、预测模型和决策支持系统等[6]。在产科领域,人工智能技术的应用快速增长,如在母胎监测、疾病预测和预后,以及诊疗决策等方面,辅助产科医护提升医疗服务质量与效率,改善妊娠结局[7]。
传统母胎监测需要孕妇到医院内进行,难以实现孕妇院外自我监测。目前应用人工智能助力产科医护实现远程母胎监护已有较多进展[16-17],有多位学者利用可穿戴的人工智能传感器持续跟踪孕产妇及胎儿健康指标[18],如血压、血糖、体重、产妇心率、胎动次数、胎心率等,通过机器学习(K近邻算法、支持向量机、K均值和随机森林算法)和深度学习等人工智能技术进行数据分析处理,智能评估母胎健康状态,并将危及健康情况的数据迅速反馈给医护人员,以便医护快速作出判断和处理,为母胎安全提供有效保障[19]。Li等[20]通过物联网、互联网技术及人工智能技术,研发出新型的智慧母胎医疗服务平台,将收集到的孕产妇及胎儿健康数据传输到监测中心进行分析和解读,构建孕产妇数字化健康档案,当健康数据超过正常范围时,系统会自动报警提示孕妇就医。此外,医生可以随时在移动智能终端APP上查看孕产妇上传的母胎监测数据,为孕产妇提供个性化指导。可穿戴设备和人工智能技术辅助产科医护实现有效的远程母胎监测,尤其是对于偏远的农村人群,可降低其就医成本[21],提高围产保健质量。
有妊娠期高血压病史的妇女患心血管疾病的风险较高[61],对子痫前期和妊娠期高血压病史的女性,需要及早识别和干预产后危险因素。Wang等[62]综合5 种不同的机器学习算法构建了子痫前期产妇产后发生心血管疾病的风险预测模型,可筛选出有产后心血管疾病高危因素的妇女,对其实行个性化管理。Hoffman等[63]开发和验证了机器学习预测模型,可有效预测产妇产后因妊娠高血压疾病并发症而再入院的风险,开发队列和验证队列的曲线下面积(AUC)分别为0.85和0.81。
现代信息技术与大数据的迅猛发展,给医学领域带来了新的认知渠道、思想观念和工作方式,人工智能在健康监测、病历书写、疾病的预测预防和诊疗决策等方面发挥着重要作用。目前人工智能在产科领域的应用处于初级阶段,临床实践中应用较多的是远程母胎监测,而产科病历书写、疾病预测预警及辅助诊疗决策等方面应用较少,希望很快将人工智能普遍应用于产科临床实践工作中,助力产科服务,提高医疗质量和工作效率。