浅谈对元宇宙理念促进中国智慧医疗创新发展的思考

中华外科杂志
2023-03-30 10:54:43
28534
目前,我国的数字经济规模居世界第二,数字消费市场规模居全球第一。我们要成为智慧医疗强国,还有很多难题要攻克。需要进一步加强多学科合作和科技创新,加快医疗卫生领域的数字化转型,让智慧医疗在促进我国人民的健康事业中发挥越来越重要的作用。

来源:中华外科杂志

【引用本文】卢绮萍,付航玮,张晓帅.浅谈对元宇宙理念促进中国智慧医疗创新发展的思考[J].中华外科杂志,2023,61(5):353-356.

浅谈对元宇宙理念促进中国智慧医疗创新发展的思考

卢绮萍 付航玮 张晓帅

{中部战区总医院普通外科}

摘  要

元宇宙指数字化虚拟世界和现实世界能够在一定程度上共存共生的数字样态。数字样态与医学科学相嵌相融后形成的智慧医疗理念,在医学实践、医学教育、医学研究领域,特别是外科学领域有巨大发展。分析能促进这一发展的主要因素,其一,智慧医疗领域元宇宙理念的技术源头为实实在在的人体解剖数字化数据集的生成技术;其二,智慧医疗领域成功的元宇宙技术产业实践,符合真实可信的“以人为本,为人服务”的根本宗旨。

元宇宙指数字化虚拟世界和现实世界能够在一定程度上共存共生的数字样态。它有一个突出的特点——虚(虚拟的数字样态)。而我们所从事的医学科学事业,以维护人类健康、预防救治疾病、拯救患者生命为目标,它的特点是“实”。一个数字样态的虚拟世界与救死扶伤的真实世界不期而遇,掀起了智慧医疗科技创新发展的新浪潮。

一、元宇宙与智慧医疗在医学实践中的创新发展

正如刘允怡院士所述:在医疗卫生领域中,数字科学的应用带来翻天覆地的改变。由大数据、人工智能、自动化、现代机器人和第五代移动通信技术(5th-generation mobile communication technology,5G)五大科学推动的“外科4.0”初探成功[1]。元宇宙与智慧医疗在医学实践中的创新发展突出体现在以下方面。

1.医疗技术设备数字化:外科手术逐渐从传统开放手术转变为智能化微创导航手术[2]。以数字化输入为特色的计算机技术和网络化信息技术,与传统的人体解剖、影像分析、外科技术相融合,使临床医学的理论和实践发生了重大变革。2021年,机器人手术系统在中国大陆地区的装机量已超过260台,机器人手术量超过8.9万例,较2020年增长87.8%。其中2021年共有53家医院的达芬奇机器人手术量超过600例;有56台达芬奇机器人手术系统的年手术量超过了600例,分布在46家医院;同时,64个来自不同专业的手术团队的达芬奇手术量超过了260例[3]。许剑民教授组织中国11家医院的多中心、随机、对照、优越性试验,其研究终点为3年局部复发率,发现机器人手术治疗直肠癌更有优势[4]。已有多家大型医院陆续应用三维可视化、三维打印、虚拟现实、增强现实、混合现实、分子荧光导航等技术指导手术。人工智能技术为精准外科搭建了手术可视化、可控化、可量化技术平台。《增强与混合现实技术在腹腔镜复杂性肝切除术中应用的中国专家共识》[5]《胰腺外科疾病数字智能化精准诊治中国专家共识(2022版)》[6]等多部共识文件的制定和发布,进一步促进和规范了导航技术和智能化技术的临床应用。

2.医疗管理信息化:大数据、云计算技术的开发和实施,使各类疾病的发病率、生存率、治疗现状透明化,有助于各级医疗管理机构及时准确地了解各级医院及不同人群的实际健康情况,制定精准诊治决策。胡浩等[7]对中国胰腺疾病大数据中心(2016年1月至2017年12月)和美国监测、流行病学和最终结果数据库(2014年1月至2015年12月)中胰腺癌根治术后患者的资料进行比较分析,探讨患者预后和其影响因素,提出治疗决策意见。人工智能技术还被成功运用到健康管理及疾病干预、风险识别等多个领域[8, 9]。新型管理模式的设立与改进,促进医疗行为更加规范化,使患者得到更加舒心、放心的医疗服务。

3.医疗服务云端化:5G时代的到来,有力地助推了互联网+医疗的升级拓展。2018年12月18日,华为公司、中国联通福建分公司联合解放军总医院第一医学中心、福建医科大学孟超肝胆医院等,成功实施了5G远程外科手术动物实验;2019年3月16日,国内首例基于5G的远程人体手术在北京和海南之间完成,实现了实际医学应用的新突破;2019年9月,多地医学中心协同合作完成了远程机器人手术[10, 11]。2019年6月27日,基于5G的“one to many”远程骨科手术陆续在我国成功实施[11]。2022年8月22日,新华社报道了新疆图木舒克市的居民成功接受了北京的5G远程激光手术。2023年2月6日,浙江大学医学院附属邵逸夫医院通过国产原研微创手术机器人,向新疆兵团阿拉尔医院手术室内机械臂发出手术指令,为患者成功实施胆囊切除术。5G网络技术使跨时空远程看护、远程诊治、远程手术等成为可能。

二、元宇宙与智慧医疗在医学教育中的创新发展

在元宇宙理念及技术的驱动下,医学教育模式正在发生重大转变。2022年8月1日中国新闻网报道了清华大学临床医学院开启人工智能辅助教学新模式,受训者借助虚拟现实技术,可看到真实的患者预切除肝脏组织的解剖细节和一系列外科手术演示。这一模式已在多家医院的术前虚拟手术演示和教学中应用。在虚拟环境中,学习者拥有模拟切除的机会,并能得到老师的即时指导,以便于不断修正手术操作,彻底改变了过去仅依靠书本讲解和文字描述的传统学习模式,使教育者和学生能身临其境,缩短了学习曲线,提高了学习效率。

三、元宇宙与智慧医疗在医学研究中的创新发展

检索自建库至2022年12月30日中国知网中收录的外科学和肿瘤学指南类文献,在1993年前几乎为零,2000年后随着医疗卫生事业信息化管理的增强,临床资料进入规范的数据化管理,指南类文献数量亦呈明显上升趋势。在2015年之前,我国制订的各项指南多依靠从国外文献作为数据依据;2015年以后,我国的临床研究资料有所增加,为我国的临床疾病诊治指南提供了数据。如《中国腹腔镜胃癌根治手术质量控制专家共识(2022版)》引用的52篇证据文献中,31篇来自我国的数据资料[12]。基于中国胆囊癌多中心回顾性临床资料数据库,已有多篇关于我国胆囊癌流行病学方面的研究发表[13, 14]。张鹏等[15]发表的关于1 027例原发胃肠间质瘤的诊治分析被《胃肠间质瘤全程化管理中国专家共识(2020版)》[16]引用。我国学者发表的有关肝内胆管癌的分期研究结果,得到美国、日本、韩国等13个国家高等级专科中心的联合研究验证[17],被第8版NCCN指南作为证据文献引用,在国际指南制定中发出了中国声音。中国腹腔镜胃肠外科研究组进行的国际首个腹腔镜手术治疗进展期胃癌的多中心随机对照试验研究报告发表于JAMA,成为2019年NCCN指南中腹腔镜微创治疗进展期胃癌唯一的Ⅰ级证据文献[18]。

在基础研究方面,基础科学、信息化科学等领域的专家与医学专家团队紧密联合,开展了多学科产学研协同交叉合作研究,开始应用声光成像纳米分子荧光技术,使肉眼不能观察到的微观病理变化被可视化展示、虚拟化呈现,对于肿瘤的早期诊断治疗起到了积极的推动作用。如将氟化增强聚合物点近红外二区荧光成像技术用于定量脑肿瘤[19],将红细胞膜包裹O2自补充仿生纳米颗粒用于肿瘤成像引导的增强声动力治疗[20]。以及肝癌关键分子功能可视化研究,早期肝癌的微血管多分子跨尺度在体功能光学可视化研究[21, 22],早期肝癌关键节点血红蛋白、SO2光声断层成像研究[23]等。可以预见,应用数字化技术进行基础研究,将在肿瘤类疾病的诊治中发挥重要作用。

四、元宇宙促进智慧医疗创新发展的启示

元宇宙理念和技术与医学实践、医学教育、医学研究的虚实结合能取得巨大成功,我们认为主要有两个重要因素。

1.智慧医疗领域元宇宙理念的技术源头,来自人体解剖数字化数据集的生成技术:虽然2021年被称为“元宇宙”的元年[24],但构成元宇宙概念的技术内涵——数字医学的理念早于21世纪初的北京香山会议就已开始形成。我国数字医学奠基人钟世镇院士于2001年在北京香山会议中组织研讨了“中国数字化虚拟人体的科技问题”,2003年又一次在北京香山会议组织研讨了“中国数字化虚拟人体研究的应用与发展”,并启动了由数字虚拟人向数字医学的转化研究[25]。方驰华教授传承了钟院士的学术思想,从数字虚拟人到数字医学,从三维可视化到数字智能化[26, 27],坚持20余年艰苦研究,取得了一系列的研究成果,成为我国数字医学的领跑者之一。尽管数字医学中虚拟现实、增强现实、混合现实的图像是虚拟的,但图像的资料来源、制备技术和工作程序均是真实、翔实、切实的,这是智能化外科能够得到创新发展的一个根本条件。

2.智慧医疗领域成功的元宇宙技术产业实践,符合真实可信的“以人为本,为人服务”的根本宗旨:大数据技术主要用于疾病预防诊治策略的谋划制定;人工智能技术可使诊断治疗技术达到快捷微创的目的;自动化技术有助于医学技术操作更加便捷、精准;机器人技术可减轻患者的组织损伤和医师的劳动强度;5G网络技术可使远程优质医疗资源共享,解决患者看病难问题等。由此可见,每项技术均可帮助医师解决临床实际问题,有益于促进患者康复。也就是说,在医学领域,元宇宙构成的虚幻影像、数字样态,其“虚”必须基于“实”,用于“实”,做到以人为本,虚实共促,使虚拟的元宇宙世界的各项技术具有为患者服务的真实意义。

五、结语

目前,我国的数字经济规模居世界第二,数字消费市场规模居全球第一。但“最大”不等于“最强”,我们要成为智慧医疗强国,还有很多难题要攻克。需要进一步加强多学科合作和科技创新,加快医疗卫生领域的数字化转型,让智慧医疗在促进我国人民的健康事业中发挥越来越重要的作用。

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