人工智能的应用将改进中国基层医疗卫生服务效能

赵嘉莹，高 鹏，朱勇俊，罗智健

·述评·

【编者按】随着互联网技术和医疗服务的不断融合，互联网医疗业态发展方兴未艾，以互联网为载体和技术手段的健康咨询、远程会诊、云医院等“互联网+医疗”服务发展迅速，逐渐形成了一种技术革命和战略性新型业态。加强基层医疗卫生服务体系和全科医生队伍建设是“十九大”提出的重点任务之一，但目前我国的基层医疗卫生服务仍存在涵盖的健康服务内容多、居民覆盖面广、工作量大等现状。因此，如何利用互联网技术提高基层医务人员技术水平、助力提升基层医疗卫生服务质量将会是相当长一段时间内的研讨重点。本文聚焦人工智能在基层医疗卫生服务中的应用，从现阶段我国基层医疗存在的问题入手，探讨人工智能有助于解决我国基层首诊制落实困难的原因和途径，从而为人工智能在我国基层医疗卫生服务中的进一步应用提供思路与启示，敬请关注！

1.2601 School of Demography,the Australian National University,Canberra,Australia

2.068250 河北省承德市，承德多克多网络科技有限公司

3.200040 上海市，复旦大学附属华山医院胸心外科

4.4111 Centre for Applied Health Economics,Menzies Health Institude Queensland,Griffith University,Brisbane,Australia

*通信作者：罗智健，高级研究员；E-mail：zjl789@gmail.com,c.law1@griffith.edu.au

人工智能的应用将改进中国基层医疗卫生服务效能

赵嘉莹1，高 鹏2，朱勇俊3，罗智健4*

近年来，人工智能在技术上取得了一系列突破，大量积累的电子病历数据也为人工智能在中国基层医疗卫生服务中的应用创造了条件。因缺乏完善的双向转诊和信息交流机制、专科与全科诊疗费用差异小、基层医务人员技术水平有待提高及医患沟通不足等，居民更倾向于选择到二、三级医疗机构就诊。人工智能虽不能解决体制和财政等方面的问题，但其有助于提高基层医务人员的诊疗水平，也可以为患者的检查和处方提供建议，从而规范医生的执业行为，避免过度检查和过度处方。这有助于提高患者对基层医务人员的信任，从而帮助引导患者选择基层医疗卫生机构就诊。同时，人工智能的应用还有助于降低医疗费用的支出，提高医疗体系的运行效率和透明度，改善医疗资源的地域公平性，弥补基层医生数量和技术水平的不足，改善医患关系，最终促使中国的基层医疗卫生服务更高效、更可及、更利民。

基层医疗卫生服务；人工智能

近年来人工智能的关注度越来越高，早在上世纪七十年代就有学者提出：在临床医疗领域，利用计算机自动化循证推论的方法，具有广泛的应用前景[1]。但当时由于数据和技术水平的限制，这一方法并未能广泛运用于医疗卫生服务中。目前人工智能在语音识别、图像识别、文字理解等技术层面取得了一系列突破[2]，既往积累的大量电子病历数据也为人工智能在医疗卫生服务中的应用创造了条件。在多数发达国家，基层医疗卫生服务能够满足80%的临床医疗服务需求[3]。目前在中国，社区卫生服务中心和乡镇卫生院常患者较少，居民更愿意选择到二、三级医疗机构就诊。本文从现阶段患者不愿意选择到基层医疗卫生机构就诊的原因进行分析，探讨人工智能为何以及如何能够帮助吸引患者选择到基层医疗卫生机构就诊，并进一步厘清将人工智能应用于中国基层医疗卫生服务的益处和主要挑战，以期为人工智能在中国基层医疗卫生服务中的进一步应用提供依据。

1 中国基层医疗卫生机构就诊患者较少的主要原因

与发达国家的基层医疗卫生服务相比，中国患者更愿意选择直接到二、三级医疗机构就诊，而非到基层医疗卫生机构首诊。这导致专科医生的工作量较大，每天需要接诊上百例患者，平均每3～5 min就需要接诊1例患者[3-4]。《2013第五次国家卫生服务调查分析报告》指出，在2周患病居民选择的首诊医疗机构中，基层医疗卫生机构在城市和农村的选择率分别为65%和80%[5]。相比澳大利亚，2014—2015财年澳大利亚共有非转诊基层医疗卫生机构就诊患者136 133 000人次，直接到急诊室就诊的人次仅为7 400 000人次，二者的就诊人次之比约为95∶5[6-7]。另外，在澳大利亚，每100例到基层医疗卫生机构就诊的患者中，仅10例需要接受进一步的转诊治疗[8]。本文认为，造成中国目前这种状况的原因可能包括医疗卫生服务系统的体制因素、财政因素、基层医疗卫生机构全科医生的专业水平及医患关系等。

1.1 医疗卫生服务系统的体制因素 通过与发达国家的医疗卫生服务系统进行比较，体制因素可能是导致中国基层医疗卫生机构首诊率低的根本原因之一。在发达国家，当患者需要寻求医疗卫生服务时，通常会首先选择基层医疗卫生机构[3]。澳大利亚的患者就诊流程具有3个特点：(1)基层医疗卫生机构(主要是全科医生)、医院急诊室、专科医生、药房、医学影像检查中心、病理和生化检查实验室与医院入院治疗部门之间具有非常完善的双向转诊和信息交流机制。(2)药房、医学影像检查中心、病理和生化检查实验室独立于二、三级医疗机构，基层医疗卫生机构可以根据患者的情况开具处方或申请检查。既往研究结果显示，在每100次全科医生的访问中，就开具了82个药物处方、48次病理或生化实验室检查以及11次影像学检查[8]。患者可以去这些独立的医疗部门配药或接受检查，检查结果也会直接反馈给开具检查的全科医生，以便进一步的诊断和治疗。(3)患者在没有基层医疗卫生机构转诊证明的情况下，无法到专科医生处就诊(见图1)。

图1 澳大利亚患者的就诊流程

在中国，医疗卫生服务体系的体制安排与发达国家主要存在3个方面的明显差异：(1)各级医疗机构的双向转诊和信息交流仍有待加强。(2)药房、医学影像检查中心、病理和生化检查实验室是二、三级医疗机构的一个部门，到基层医疗卫生机构就诊的患者并不能享受到相同质量的检查，且由于各级医疗机构实验室和影像学检查的质量差异，基层医疗卫生机构给出的检查结果常不被二、三级医疗机构认可，造成患者的重复检查。同时，许多药物在基层医疗卫生机构药房中无储备，或同样化学成分的药物，基层医疗卫生机构药房提供的药品较二、三级医疗机构的质量差(如仿制药)。(3)患者可以在无基层医疗卫生机构转诊证明的情况下，直接到二、三级医疗机构的专科医生处就诊(见图2)。

图2 中国患者的就诊流程

1.2 财政因素 与发达国家相比，中国二、三级医疗机构专科医生的诊疗费用与基层全科医生的诊疗费用患者自费部分的差额较小。以澳大利亚为例，很多全科医生的诊疗费用全部由全民健康保险(Medicare)支付，但专科医生首诊费用一般为200～250澳元(相当于1 040～1 300元人民币)，而全民健康保险只支付其中的72.75澳元(相当于378元人民币)[8]。也就是说，在澳大利亚到全科医生处就诊的患者自费费用可能为0元，但到专科医生处就诊患者的自费费用约为662～922元。中国于2017年开始对门诊诊查费用进行了调整，调整后上海市三级医院(以中山医院为例)普通专科门诊诊查费用为22元，除去医保支付部分，患者需自付6元；而三级医院主任医师的门诊诊查费用为38元，除去医保支付部分，患者需自付22元[9]。在上海市基层医疗卫生机构就诊，门诊诊查费用为8元，患者无需承担自费费用。

另外，部分地区基层医疗卫生机构的全科医生待遇较低，工资水平和绩效水平相关度也较低。以承德市为例，基层医疗卫生机构的全科医生每月收入为2 000～3 000元(当地月平均收入为4 284元)[10]，且就诊患者数量和医疗卫生服务水平与全科医生的收入相关性不高。

1.3 基层医疗卫生机构全科医生的技术水平有待提高 在澳大利亚，要成为一名全科医生需要经过4～6年的本科学习，再经过5～6年的实习和临床医生培训。而既往研究结果显示，中国乡镇卫生院的执业医师，本科及以上学历者仅占17.6%，中专及以下学历者占38.7%[11]。学历较低的医师多由“赤脚医生”或“乡村医生”经短期培训而成，通常工资水平较低，需同时进行第二份工作，如务农等，这也在一定程度上导致了基层全科医生的社会地位较低[3]。也正是因为基层全科医生的工资待遇、职业发展、学习环境、社会地位、工作环境、地理环境等各方面均与二、三级医疗机构专科医生存在较大差距，毕业后的优秀医学生和现有医学人才均不愿意从事基层医疗卫生服务工作[12]。进一步导致了基层全科医生的专业水平和技能较低，较难获得提升，进而导致患者不愿意到基层医疗卫生机构就诊[3，13]。

1.4 医患沟通不足，医患信任度较低 近年来，医闹的发生率有上升趋势，导致医生和患者之间的信任度下降[14]。有调查结果显示，87%的医生认为患者较之前更有可能会控告医生，且暴力伤医事件有增加趋势[15]。为防止不必要的医疗纠纷，加上基层全科医生的收入较低，导致基层全科医生常不愿意为一些病情复杂的患者提供服务，而把一些原本可以在基层医疗卫生机构解决的患者转至较高级别的医疗机构。这可能进一步加剧了患者对基层医生专业水平的不信任，导致其愿意直接到较高级别的医疗机构就诊。有研究结果显示，约84%到较高级别医疗机构的就诊存在医疗资源的浪费，也就是说这些就诊本可以在基层医疗机构得到解决[15]。

2 人工智能帮助实现患者到基层医疗卫生机构就诊的原因与途径

2.1 人工智能帮助实现患者到基层医疗卫生机构就诊的原因 人工智能虽然不能从体制上和财政因素上解决患者直接去二、三级医疗机构就诊的问题，但其可以帮助基层医生较快地提高诊疗水平。人工智能可以提供对患者的检查和处方意见，也可以规范医生的执业行为，避免过度检查和过度处方。这些均有助于提高患者对基层医生专业水平和道德水平的信任，从而帮助吸引患者到基层医疗卫生机构就诊。

同时，人工智能提供的参考诊疗意见，也可以成为医生培训的工具。相较于目前正在推广的“5+3”基层全科医生培养模式，人工智能可能可以更快地通过为现有基层全科医生(如助理医师)提供诊断意见，填补基层医生的技术水平不足。更为重要的是，当前乡镇卫生院对医学本科生的吸引力不足，经过3年的全科医生规范化培训后，全科医生选择到乡镇卫生院工作的比例较低[12]。而人工智能可以辅助现有基层医生的诊疗工作，帮助基层医疗卫生机构克服人力资源上的地域选择性。

再次，人工智能患者的个案数据库能全面记录每例患者的既往诊疗过程，供基层医生参考，从而提高医疗卫生服务质量。患者的个案数据同时也包括了二、三级医疗机构专科医生基于症状体征、实验室检查的最终诊断和治疗过程。当患者完成在二、三级医疗机构的治疗，转回基层医疗卫生机构进行疾病康复或慢性病管理时，全面的数据(如专科医生开具的治疗方案)可以为基层医生提供参考依据，以改善基层医疗卫生服务质量。

2.2 人工智能辅助全科医生提高诊疗水平的途径 基层医生作为居民的“健康守门人”，应具备根据患者既往史和症状体征，开具必要实验室检查和影像学检查的能力。在提供疾病诊断的过程中，全科医生应考虑所有可能的诊断，进而给出准确诊断。而由于医学的特殊性，大概率的诊断常不能满足患者疾病需求，医生需要基于准确诊断提供相应的处方和临床治疗。但需要强调的是，基层医生不需要具备诊断和治疗所有患者的能力，其应对疑难重症患者进行及时和合适的转诊。同时，当患者在二、三级医疗机构完成治疗，基层医生应根据上级医疗机构的治疗方案，对患者进行随访和管理。

现有的人工智能技术拥有两个大脑，可以帮助基层医生更准确和高效地完成上述诊疗服务。第一个人工大脑，是基于以“规则学习”为基础的诊断和治疗，类似于医生培训中的教科书学习。这个人工大脑的诊断逻辑非常类似于医生的诊断思维逻辑和诊断过程，可将根据临床诊断学以及内、外、妇、儿等学科的常见病，按照预先编写的计算机诊断逻辑，给出开具实验室和影像学检查的建议。然后结合患者症状、体征及最终的检查结果，给出各种可能的诊断和鉴别诊断，提供各种诊断的临床标准诊疗方案，给出是否建议转诊等信息，以供基层医生参考。第二个人工大脑，是基于大数据病历的“深度学习”，类似于医生的病历学习。这个人工大脑只要数据许可，就可以比医生具有更好的记忆，可以学习更多的病历。通过神经网络的运算方法，人工大脑可以通过自我学习，对既往史、症状和体征、检查结果等数据进行分析，从而得出在现有学习数据基础上的最有可能的诊断，供基层医生参考。但是，当人工智能现有的学习数据(包括既往史、症状和体征、检查结果)无法匹配出准确诊断的时候，人工智能就不能为医生提供诊断意见。由于基层医生无需为所有患者提供明确诊断，在这种情况下人工智能会建议基层医生对患者进行转诊，而人工智能的数据库可以为基层医生提供适合的专科医生信息。

当一些罕见疑难病例转诊到二、三级医疗机构就诊后，由专科医生根据既往史、症状和体征、检查结果等做出最终的诊断和诊疗方案，并将其反馈给人工大脑的数据库。这些数据可以供人工大脑自我学习，用于以后类似病例的诊断和治疗。新病例的治疗效果也可以作为数据，以验证诊断的准确性和治疗方法的正确性，帮助进一步提高人工大脑的诊疗水平，进一步提高辅助基层医生诊疗罕见疑难疾病的能力。

3 人工智能应用于中国基层医疗卫生服务的益处

将人工智能应用于中国的基层医疗卫生服务，可以使医患双方形成一个共赢的局面，为基层医生、患者及整个医疗卫生服务系统带来众多益处。基层医生在人工智能的辅助下可以提供更安全、有效的医疗卫生服务，提高诊疗的效率，同时提高医生的技术水平，避免不必要的检查和处方。这些均有助于增强患者对基层医生的信任，从而吸引患者到基层医疗卫生机构进行疾病首诊、康复及慢性病管理。对患者而言，常见病诊疗、慢性病管理及康复可以在基层医疗卫生机构完成，这不仅可以免去其在二、三级医疗机构的排队和等待时间，也可以降低诊疗费用和交通费用。同时，在同一个社区的基层医生对患者的既往史有着更为全面的了解，可以为患者提供更全面、细致的医疗卫生服务。

将人工智能应用于基层医疗卫生服务对整个医疗卫生服务体系亦大有裨益。(1)可以节省总的医疗开支。人工智可以根据患者既往史、症状和体征给出处理意见，从而避免过度检查；人工智能的应用可以提高疾病的诊断准确度，从而为患者提供更有效和针对性更强的治疗方案，避免不必要的处方；既往选择到医疗费用较高的二、三级医疗机构就诊的患者回流到医疗费用较低的基层医疗卫生机构就诊，可以降低其医疗费用。(2)人工智能可以辅助做出诊断和标准诊疗方案以及转诊意见，进而提高医疗系统的透明度和规范性。(3)人工智能可以辅助基层医生规范诊疗行为，提高其诊疗准确性，从而提高医疗系统的运作效率。(4)人工智能的利用将改善不同区域间医疗的公平性。目前优秀的医学毕业生和现有医学人才不愿意到基层医疗卫生机构工作，特别是不愿意到偏远地区的基层医疗卫生机构工作，导致这些地区的医疗人才匮乏，基层医生技术水平低，造成了地域间的医疗不公平。而人工智能可以辅助现有基层医生的诊疗，这种辅助仅需要计算机和网络，对地域的选择性较低。

4 人工智能应用于中国基层医疗卫生服务的主要挑战

尽管人工智能在中国基层医疗卫生服务中的应用具有巨大潜力和可预见的众多益处，但现阶段仍存在一些挑战。包括：(1)很多基层医生的收入较低，而且诊疗业绩和工资收入相关性较低。这就导致其没有足够的动力去改善自身医疗技术水平和增加就诊患者数量，也导致其对使用人工智能的工具辅助诊疗、改善诊疗服务质量的驱动力不足。(2)基于深度学习的人工智能诊断工具的研发，需要大量的、准确的个案数据，包括既往史、症状和体征、检查结果、诊断和治疗方案。现有的很多病历数据需要对原始文本数据进行标准化和数据清理，以保证人工智能学习数据的准确性。(3)人工智能的辅助诊断结果在广泛应用于临床前，需要由资深的全科医生进行大量有效性和准确性比对。(4)从意识形态上，患者和医生均需要经历一个过程，去接受人工智能的辅助诊断意见，特别是基于深度学习的诊疗意见，这在很大程度上是一个“黑匣子”，医生并不完全知晓人工智能的诊断依据[16]。

5 小结

人工智能技术的发展和应用有助于中国建设一个较为高效、有力的基层医疗卫生服务体系。人工智能可以通过提供辅助诊疗信息来提高基层医生的诊疗水平，限制过度的检查和处方，帮助培训现有的基层医生，提供更全面的个案既往诊断和治疗信息，重建医患信任，进而吸引患者选择到基层医疗卫生机构就诊。尽管人工智能技术在现实应用于中国基层临床诊疗的过程中仍有诸多挑战，但其应用对于医患双方以及整个医疗卫生服务体系而言均有众多益处。很重要的是，人工智能可以降低整个医疗卫生服务体系的支出，提高体系的运作效率和透明度，改善地域公平性，在一定程度上缓解基层医生数量和技术水平上的不足。随着人工智能技术的进步和越来越多临床数据的收集和质量改善，人工智能应用于中国基层医疗卫生服务的前景光明。

作者贡献：赵嘉莹、高鹏、朱勇俊、罗智健进行文章的构思、设计及可行性分析，负责论文的修订、质量控制及审校；赵嘉莹、罗智健进行资料收集与整理，撰写论文，负责英文的修订，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。

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TheApplicationofArtificialIntelligenceCouldImprovePrimaryHealthCareProvisioninChina

ZHAOJia-ying1,GAOPeng2,ZHUYong-jun3,LAWChi-kin4*

1.SchoolofDemography,theAustralianNationalUniversity,Canberra2601,Australia2.DocdomHealthcareLtd.CO,Chengde068250,China3.DepartmentofCardiothoracicSurgery,HuashanHospitalAffiliatedtoFudanUniversity,Shanghai200040,China4.CentreforAppliedHealthEconomics,MenziesHealthInstituteQueensland,GriffithUniversity,Brisbane4111,Australia

*Correspondingauthor:LAWChi-kin,Seniorresearchfellow;E-mail:zjl789@gmail.com,c.law1@griffith.edu.au

Recent advancement in artificial intelligence (AI) technology and increased availability of digital clinical data provide an opportunity to apply AI to primary health care provision in China.The lack of effective information exchange and patients′ two-way referral mechanism,unfair user fee schedules for primary care and specialist care,low rating on care quality from primary care physicians,and ailing doctor-patient relationship are major challenges faced by primary health care in China.All of these drive patients to attend specialist care directly in secondary or tertiary hospitals.The application of AI would assist primary care physicians to provide better care in terms of examination,diagnoses and prescriptions and care planning.This would improve patients′ confidence in primary care services and attract patients to choose primary care service.The application would contain health costs,increase the efficiency and transparency of medical system and narrow geographical gaps in medical resources.It would also offset the lack of quality and quantity of primary care physicians,improve doctor-patient relationship,and better primary care in China.

Primary health care;Artificial intelligence

R 197

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.34.001

赵嘉莹，高鹏，朱勇俊，等.人工智能的应用将改进中国基层医疗卫生服务效能[J].中国全科医学，2017，20(34)：4219-4223.[www.chinagp.net]

ZHAO J Y,GAO P,ZHU Y J,et al.The application of artificial intelligence could improve primary health care provision in China [J].Chinese General Practice，2017，20(34)：4219-4223.

2017-10-05)

王凤微)