护理科研选题思路推荐:Chatbot在护理科研中的应用

职场   2025-01-14 19:30   河北  
在当今数字化快速发展的时代,人工智能正逐渐渗透到各个领域,护理科研也不例外。其中,Chatbot以其独特的交互性、信息处理能力和便捷性,为护理科研带来了诸多新的机遇和变革。

一、相关概念辨析

聊天机器人、大语言模型、自然语言处理、人工智能等等概念都是时下的热门研究话题,这些概念对于初学者是比较容易混淆的,因此先跟大家科普各个概念。

人工智能(Artificial Intelligence):为计算机科学的一个分支,通常研究执行与人类认知相关任务的算法,例如计算机视觉、机器学习、自然语言处理、语音识别和机器图像解释等[1]。一般来说,使用各种设备来模仿人类的认知过程均可被成为人工智能,包括学习、应用和解决复杂问题等。
模型(Foundation Models)指在大规模、广泛来源数据集上训练得到的具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型,能够处理海量数据、完成各种复杂的任务,如自然语言处理、计算机视觉、语音识别等[2]。经过特定任务训练微调后的大模型即多模态模型、大语言模型、视觉大模型等等。
大语言模型(Large Language Model)指具有大规模参数和计算能力的自然语言处理模型,主要用于处理文本分类、情感分析、机器翻译等自然语言处理任务[3]。这类模型主要在大型文本语料库上进行训练,学习大量自然语言数据以理解语言的结构、语义、语境和语用等。
自然语言处理(Natural Language Processing):是计算机科学领域与人工智能领域中的一个重要方向,主要研究能实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的各种理论和方法。自然语言即人们日常沟通交流所用的语言,而计算机所能理解的语言是数字。如何让输入的自然语言被计算机理解,并让计算机生成输出自然语言,是自然语言处理的主要目标。大语言模型能够完成不同的自然语言处理任务,包括机器翻译、信息抽取、自动文本提取、情感分析等等[4]
机器人(Robot):指一种能够感知周围环境,进行计算以做出决策,并在现实世界中执行各种动作的可程序化机器。与bot不同,robot一般拥有真实的物理形态,比如和人、动物等相似的外观。
聊天机器人(Chatbot):是可以通过语音、文本或者两者兼有的形式模拟人类对话的软件应用程序,属于人机交互领域的核心技术之一,也是机器人技术的分支之一。目前根据内部结构(对话模型)不同可以分为不同类型:
①基于规则模型,
②基于检索模型,
③基于生成模型,
④基于混合模型[5]

第一种没有学习能力,很依赖预定义的模板,只能针对固定输入,输出提前定制好的内容。

第二种通过知识库检索和响应匹配进行输出,语句更灵活,但问答范围仍局限于知识库的内容。
第三种是生成式,典型例子为ChatGPT,使用深度学习等技术,并接受大量文本数据训练,问答范围不再局限于语料库。

第四种混合模型,顾名思义,对前三种模型根据优劣和需求进行一定的组合嵌套,来优化交互体验。

当下聊天机器人的设计多采取第二种、第三种对话模型。虽然大语言模型不止应用于聊天机器人领域,但两者存在诸多交叉混合的部分,在以下介绍应用时,也会包括大语言模型的内容。简单理解,进一步优化大语言模型的聊天交互功能,我们就能得到基于大语言模型的Chatbot


二、Chatbot在护理科研中的具体应用

1. 赋能护理教育

对于个人而言,有助于提高护理科研技能的学习效率,比如学习文献检索与管理技巧、比较不同的护理科研设计、对论文语句进行初步润色等等,国内常见大语言模型如图1。

近些年推出的多个医疗大模型,更加专业化,为医药研究、临床应用和发展进一步提供了强大支持,比如岐黄问道大模型、e-health、华佗GPT等等。通过简单的问答形式,个人能够得到关于医学领域比较专业的知识和信息。

图1 国内发布的重要语言模型(引自文献)
此外,也有研究者在护理实践课程采用ChatGPT生成病例资料和干预手段,用以锻炼学生的临床思维[6]也有研究者将ChatGPT系统融入护理与健康教育设计课程的教学活动中,有效提高护生的评判性思维能力[7]
这类基于大语言模型的聊天机器人有助于护生开展以问题为导向的学习。同时,基于大语言模型的聊天机器人能够模拟患者角色,与学生进行病史采集等练习,加强护患沟通能力和临床思维[8-9]

2. 助力临床护理实践

基于大语言模型的Chatbot在开展健康教育、心理护理、行为改变、疾病管理等等方面都取得了明显效果[10-11]。一项元分析显示,由Chatbot给予的心理治疗能够有效改善成年人的抑郁症状[12]。经RCT验证,融入了动机性访谈策略的Chatbot显著增强了用户的戒烟动机[13]
此外,大语言模型有助于推动实现临床护理智能化建设智能导诊系统、护理记录对话系统的应用能够优化临床工作流程,提高效率,减轻护士工作负担[14-15]
ChatGPT-4Claude-2.0在新生儿护理情景下都表现出较好的临床决策与判断能力[16],具有为临床决策提供支持的潜力。同时,大语言模型的应用也能够赋能患者参与到健康照护决策中[17],促成医患共享决策。


三、尚存的困难与挑战

1. 数据安全与隐私问题

调查显示,大部分用户能够识别聊天机器人是无监督式计算程序,这与个人教育程度、种族、民族存在关联[18],其中较少有用户感受到被欺骗。然而,仍然无法避免的是,护理科研涉及大量患者的敏感信息,如健康状况、个人身份等。正确妥善处理这些数据,降低数据泄露风险,是保障用户信任、推广使用的关键。

2. 技术准确性与局限性

虽然相关技术在不断发展,但目前仍然存在回答不准确或者无法处理复杂问题的情况。例如,对于非常专业的临床实践问题、前沿的护理科研概念、高度个性化的研究问题等等,Chatbot给出的答案可能不具备时效性、准确性、针对性。

3. 规范的应用流程与报告

目前在不同领域或场景应用这类技术的标准尚未完全清晰,用户可能会出现不恰当的使用行为比如,在护生应用过程中,可能存在过度依赖、使用不规范、数据安全意识不足等问题[19]Chatbot能够迅速提供相对准确的信息和答案,可能加剧学生的惰性思维,降低其学习热情和独立思考能力[20]

4. 跨学科合作与人工智能素养

不得不承认,在护理科研中应用大语言模型往往会涉及到多个学科领域,如医学、计算机科学、软件工程学、心理学、统计学等等。护理科研工作者关于人工智能的认知、态度和知识储备对于开展顺畅的跨学科合作十分重要。那么对于护理学科而言,这部分相应的教育内容与技能培训体系也必须紧跟时代发展。


四、可考虑的潜在选题

当下,构建针对特定疾病的大语言模型,或是融入护理学科知识的大语言模型是非常有价值的,但是搭建大语言模型是比较费时费精力的一项任务,需要充足的经费和人力支持。

如果现实条件不允许,或许先搭建结构更简单的Chatbot也是一种选择,比如基于检索模型、检索生成模型,或者对已有的开源模型进行调整。

在护理科研与实践中多多应用Chatbot,仍旧缺乏纵向、多中心、大样本的高质量随机对照试验,这对于了解其在护理教育、临床护理、护理科研中的具体效用很重要。

(初步设想,仅供参考,不一定兼具创新性和可行性。)


五、结论

Chatbot在护理科研中的应用具有巨大潜力。尽管目前还面临一些挑战,但随着技术的不断进步和完善,它有望成为护理科研人员不可或缺的助手,推动护理科研朝着更高效、更准确、更具创新性的方向发展,最终为提高护理质量、改善患者的健康状况做出更大的贡献。

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参考

[1]郭华源,刘盼,卢若谷,等.人工智能大模型医学应用研究[J].中国科学:生命科学,2024,54(03):482-506.
[2]Bommasani, Rishi et al. “On the Opportunities and Risks of Foundation Models.” ArXiv abs/2108.07258 (2021): n. pag.
[3]闫啸彤,唐晓彬,沈童,等.大语言模型发展综述[J].统计学报,2024,5(04):13-18.
[4]武俊宏,赵阳,宗成庆.ChatGPT 能力分析与未来展望[J].中国科学基金,2023,37(05):735-742.
[5]刘阳阳,董涛.基于对话模型的聊天机器人结构研究[J].信息技术与信息化,2023,(01):13-16.

[6]Quattrini V, Roesch A, Kretz D. Innovative Teaching Strategies in DNP Education Using ChatGPT. Nurse Educ. 2024;49(3):E162-E163.
[7]Chang, C.-Y., Yang, C.-L., Jen, H.-J., Ogata, H., & Hwang, G.-H. Facilitating nursing and health education by incorporating ChatGPT into learning designs.2024. Educational Technology & Society, 27(1), 215–230.

[8]Holderried F, Stegemann-Philipps C, Herrmann-Werner A, Festl-Wietek T, Holderried M, Eickhoff C, Mahling M A Language Model–Powered Simulated Patient With Automated Feedback for History Taking: Prospective Study JMIR Med Educ 2024;10:e59213

[9]Ruiyi Wang, Stephanie Milani, Jamie C. Chiu, et al. PATIENT-Ψ: Using Large Language Models to Simulate Patients for Training Mental Health Professionals. 2024. arXiv:2405.19660.

[10]徐安妮,赵然,何肖依.数字心理健康:CBT取向心理聊天机器人的现状与展望[J].心理月刊,2024,19(10):236-240.

[11]殷冰清,刘思远,王弘睿,等.聊天生成预训练转换器在慢性病护理中的应用及方法[J].军事护理,2024,41(02):83-85.

[12]Lim SM, Shiau CWC, Cheng LJ, Lau Y. Chatbot-Delivered Psychotherapy for Adults With Depressive and Anxiety Symptoms: A Systematic Review and Meta-Regression.Behav Ther. 2022;53(2):334-347.
[13]He L, Basar E, Wiers RW, Antheunis ML, Krahmer E. Can chatbots help to motivate smoking cessation? A study on the effectiveness of motivational interviewing on engagement and therapeutic alliance.BMC Public Health. 2022;22(1):726. Published 2022 Apr 12. 

[14]张小亮,景慎旗,戴作雷,等.基于人工智能的门诊患者导诊系统建设[J].中国卫生信息管理杂志,2022,19(03):443-446.
[15]Mairittha T, Mairittha N, Inoue S. Evaluating a Spoken Dialogue System for Recording Systems of Nursing Care. Sensors (Basel). 2019;19(17):3736. Published 2019 Aug 29. 
[16]Levin C, Kagan T, Rosen S, Saban M. An evaluation of the capabilities of language models and nurses in providing neonatal clinical decision support. Int J Nurs Stud. 2024;155:104771.

[17]陈安天,卢军,张新庆.生成式人工智能对医患共享决策的影响机制探究[J].中国医学伦理学,2024,37(09):1087-1092.

[18]Ellis J, Hamer MK, Akerson M, et al. Patient Perceptions of Chatbot Supervision in Health Care Settings. JAMA Netw Open. 2024;7(4):e248833. Published 2024 Apr 1.

[19]马应卓,王俊,李雪连,等.护生对大语言模型聊天机器人使用体验的质性研究[J].护理学杂志,2024,39(16):69-72.

[20]Tam W, Huynh T, Tang A, Luong S, Khatri Y, Zhou W. Nursing education in the age of artificial intelligence powered Chatbots (AI-Chatbots): Are we ready yet?. Nurse Educ Today. 2023;129:105917.
编辑丨Soya

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