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2020 年 12 月 08 日 星期 放大 缩小 默认  
盘点十大新兴技术(三)

虚拟病人替换真人让试验更安全

青木

  如果将真人替换为“虚拟病人”以使临床试验更快速、更安全,听起来很容易,但其背后的科学原理却不简单:从人体器官的高分辨率图像中获取的数据被输入到控制器官功能机制的复杂数学模型中,然后用计算机算法进行解析得到方程,从而生成一个行为与真实器官一样的虚拟器官。这种虚拟器官或身体系统可以在最初的药物和治疗评估中取代真人,使评估过程更快、更安全、更便宜。

  病人也可以虚拟

  通过“虚拟病人”模拟临床全程,一台手机即可随时随地实现“治病救人”,这难道是一款新的RPG(角色扮演)手游发布吗?可能很多人都会这么以为,但很少有人会想到这是一款内容非常严肃、专业的训练医生/医学生“临床思维”的医学教育类App。训练“临床思维”?听起来很高大上,但如何做到?武汉大学计算机学院副教授曾承打造出虚拟病人库“治趣”。临床培训最大的问题是要有病人来训练,但病人不可能随意拿来让实习生练手,虚拟病人的需求应运而生。

  目前,治趣平台拥有近3000位“虚拟病人”,覆盖19个专科、300多个病种。用户通过人机交互的形式与“虚拟病人”互动,包括临床上的问诊、体检、诊断、治疗及病情转归全周期模拟,“虚拟病人”还会根据用户的治疗干预发生病情变化,可能好转或治愈,也可能恶化或死亡,整个诊疗过程高度贴近临床真实环境。完成接诊后,系统自动生成报告反馈学员表现情况。

  鉴于“虚拟病人”零风险、低成本、高效率、易普及的特性,治趣将“虚拟病人”首先运用于医学教育领域,试图在传统理论学习和真实临床实践之间构建一座“桥梁”,采用“标准化病人(SP)”的方式来帮助医学生、基层医生等那些迫切需要临床能力提升的用户,通过模拟诊治“虚拟病人”,达到提升“临床思维”的目的。

  如何构建虚拟病人

  像飞行模拟器一样,打造“虚拟病人”是为了给医学生以及年轻医生提供模拟训练,培养临床思维。一位“虚拟病人”的病例往往比较复杂,医生需要模拟现实中的病患情况自己作出正确的检查步骤和决策。

  研发团队首先从常见多发病切入,以治趣App为例,其研发的第一个病例是呼吸内科,以呼吸内科为例,如果要进行模拟训练,用户可以先选择科室从而进入待诊页面,随机会出现一位病人,用户可以先查看其电子病例了解患者基本情况,然后按照问诊、查体、辅助检查、处置等步骤进行临床检查,而这名虚拟病人会根据用户的诊断以及时间的推移产生新的变化,用户可以根据新的病情继续进行模拟诊疗。

  看似逻辑清晰,但虚拟病人构建并非拿一个真实病例来模拟就可以,据了解,构建一位虚拟病人需要3~6个月。以病种为单元进行数据挖掘,将成百上千个相关病例,通过数据挖掘的方法把疾病相关的诊断思路挖掘出来,然后作为基础提供给专家,专家在这个基础上进行修正、补充。

  构建模型是一个反复过程,在病例采集、诊断、治疗的整个诊断路径中,不同医生会有不同的方法,因此一位病患的痊愈可能会存在多种方法,而曾承在这个过程中引入了1000多名三甲医院的专家医生,“我们在构建虚拟病人的时候,虽然会有不同的方法,但我们会把概率最高、最常见的方法推荐给专家,专家在其中进行筛选或补充,一点点去调整,调整的过程中机器也反复去学习。”曾承介绍道。

  给医学院实习生“练手”

  如果医学院的学生需要一个40岁的肺癌晚期女病人来进行诊疗训练,输入关键词,“虚拟病人”系统会自动生成一个症状、生理体征、数据条件相符的“病人”,医学院的学生可以根据虚拟病人的特征进行诊疗,如果诊疗得当,虚拟病人就会好转,如果诊断和用药错误,虚拟病人就会恶化。

  “以感冒为例,不同人会有不同的症状,治疗后会有不同反应,如果尽可能多地搜集已有的感冒病例,通过计算机技术将其归拢成一个虚拟病人,那么对虚拟病人的诊疗就可以验证医生判断是否准确。”曾承解释,虚拟病人就像摆在医生面前的一座迷宫,每一个入口代表一个病人,且仅有一个出口,如果走不通就意味着诊疗出现了问题。

  “治趣”虚拟诊疗App在武汉大学医学院等本地医学专业院校试用,受到用户欢迎,一些已经独当一面的医生也乐于通过该软件分享自己治疗的病例。“这就是互联网分享的特性,用户分享得越多,我们的病例就越多,制作出的虚拟病人就越科学。”曾承说,从创业角度而言,这种模式也拥有强大生存的基础——用户几乎不用花钱就能进行有关临床思维的培训。

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