智慧醫(yī)院依靠機(jī)器學(xué)習(xí)模型、AI 醫(yī)療設(shè)備等基于數(shù)據(jù)的洞察力來推動(dòng)決策。

智慧醫(yī)院使用數(shù)據(jù)和 AI 洞察推動(dòng)各個(gè)患者服務(wù)階段的決策，為專業(yè)醫(yī)務(wù)人員提供洞察以實(shí)現(xiàn)更好、更快的護(hù)理。

智慧醫(yī)院使用數(shù)據(jù)和技術(shù)加速和改進(jìn)目前專業(yè)醫(yī)務(wù)人員和醫(yī)院管理層的工作，例如追蹤醫(yī)院的床位占用率、監(jiān)測患者的生命體征、分析放射學(xué)檢查等。

智慧醫(yī)院和傳統(tǒng)醫(yī)院的區(qū)別是什么？

醫(yī)院正在不斷生成和采集數(shù)據(jù)，其中大部分?jǐn)?shù)據(jù)已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。這使得他們能夠使用數(shù)據(jù)分析和 AI 等技術(shù)來獲得更好的洞察。

曾以紙質(zhì)文件形式存儲(chǔ)的患者病史、檢驗(yàn)結(jié)果和免疫信息數(shù)據(jù)現(xiàn)已被轉(zhuǎn)換成電子病歷（EHR）。數(shù)字 CT 和磁共振成像掃描儀以及包括 PACS 醫(yī)療影像存儲(chǔ)系統(tǒng)在內(nèi)的軟件正在取代模擬放射學(xué)工具。醫(yī)院病房和手術(shù)室的互聯(lián)傳感器可以記錄多個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)流，用于實(shí)時(shí)和回顧性分析。

普通醫(yī)院正在越來越多地使用數(shù)字工具，以過渡轉(zhuǎn)型為智慧醫(yī)院。智慧醫(yī)院不僅可以采集數(shù)據(jù)，而且還可以通過分析數(shù)據(jù)提供有價(jià)值的、及時(shí)的洞察。

自然語言處理模型可以從復(fù)雜的病理報(bào)告中快速提取有益于癌癥護(hù)理的洞察；數(shù)據(jù)科學(xué)可以監(jiān)測急診室的等待時(shí)間以解決各種瓶頸；AI 機(jī)器人可以在手術(shù)室協(xié)助外科醫(yī)生；視頻分析可以檢測到洗手液供應(yīng)情況或患者需要注意的情景（例如醫(yī)院或家中的跌倒風(fēng)險(xiǎn)）。

智慧醫(yī)院有哪些優(yōu)點(diǎn)？

智慧醫(yī)院技術(shù)為醫(yī)療系統(tǒng)、專業(yè)醫(yī)護(hù)人員和患者帶來了以下益處：

醫(yī)療服務(wù)提供者：智慧醫(yī)院的數(shù)據(jù)可用于幫助醫(yī)療機(jī)構(gòu)優(yōu)化其有限的資源，提高運(yùn)營效率，更好地以患者為中心；傳感器可以監(jiān)測到獨(dú)自一人的患者；AI 算法可以根據(jù)病情的嚴(yán)重程度告知需要優(yōu)先治療的患者；而遠(yuǎn)程醫(yī)療解決方案可以為醫(yī)院外的患者提供護(hù)理。

臨床醫(yī)生：智慧醫(yī)院工具可以幫助醫(yī)生、護(hù)士、醫(yī)學(xué)影像技術(shù)人員和其他醫(yī)療專家處理常規(guī)或繁重的任務(wù)，例如記錄與患者的每一次互動(dòng)、分割核磁共振中的解剖結(jié)構(gòu)或?qū)⑨t(yī)生的診斷書轉(zhuǎn)化為醫(yī)療保險(xiǎn)編碼，使他們能有更多的時(shí)間專注于患者護(hù)理。智慧醫(yī)院工具還可以在 AI 算法的幫助下幫助做出臨床決策，根據(jù)歷史數(shù)據(jù)為個(gè)別患者提供第二診療意見或分診建議。

患者：智慧醫(yī)院技術(shù)可以幫助全球任何地方的醫(yī)生提供更加一致和更高質(zhì)量的患者護(hù)理服務(wù)。臨床醫(yī)生在技能水平、專業(yè)領(lǐng)域、資源獲取和每個(gè)患者的時(shí)間投入上都有所不同。通過部署 AI 和機(jī)器人技術(shù)來實(shí)時(shí)監(jiān)測并自動(dòng)執(zhí)行耗時(shí)的任務(wù)，智慧醫(yī)院可以讓臨床醫(yī)生更專注于與患者的互動(dòng)，以優(yōu)化患者體驗(yàn)。

如何打造智慧醫(yī)院？

在運(yùn)營智慧醫(yī)院時(shí)，需要將完整的硬件和軟件解決方案生態(tài)系統(tǒng)與臨床醫(yī)生的工作流程相協(xié)調(diào)。為了加快和改善患者護(hù)理，該系統(tǒng)中的每個(gè)應(yīng)用、設(shè)備、傳感器和 AI 模型都必須實(shí)現(xiàn)在整個(gè)機(jī)構(gòu)中共享數(shù)據(jù)和洞察。

如果把智慧醫(yī)院比作章魚，那么章魚的頭部就是負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和處理所有數(shù)據(jù)的安全服務(wù)器。每個(gè)觸手則代表急診室、重癥監(jiān)護(hù)室、手術(shù)室、放射科實(shí)驗(yàn)室等部門，上面覆蓋著能夠從周圍環(huán)境中獲取數(shù)據(jù)的傳感器（章魚吸盤）。

如果每個(gè)觸手都各自運(yùn)作，那么這只章魚的身體就會(huì)因?yàn)橹荒苁盏揭粭l手臂感應(yīng)到的信息而無法采取快速行動(dòng)。只有每個(gè)觸手都將數(shù)據(jù)傳回章魚的中央大腦，才能使它能夠靈活應(yīng)對不斷變化的環(huán)境。

同樣，智慧醫(yī)院采用的也是這種輻射模型：分布在整個(gè)設(shè)施中的傳感器可以將關(guān)鍵洞察送回中央“大腦”，幫助做出整體決策。例如，如果手術(shù)室的攝像頭顯示手術(shù)即將完成，AI 就會(huì)提醒恢復(fù)室的工作人員做好迎接患者到來的準(zhǔn)備。

為了驅(qū)動(dòng)智慧醫(yī)院解決方案，醫(yī)療器械公司、學(xué)術(shù)醫(yī)療中心和初創(chuàng)企業(yè)紛紛使用NVIDIA Clara。從運(yùn)行實(shí)時(shí)應(yīng)用的醫(yī)療設(shè)備到長期存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的安全服務(wù)器，這個(gè)端到端 AI 平臺(tái)可以與整個(gè)醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)相整合，支持邊緣、數(shù)據(jù)中心和云基礎(chǔ)設(shè)施、眾多軟件庫以及全球合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)，為新一代智慧醫(yī)院提供動(dòng)力。

智慧醫(yī)院運(yùn)營和患者監(jiān)測

一家繁忙的醫(yī)院由患者、員工、藥品、設(shè)備等無數(shù)動(dòng)態(tài)元素而組成，使用 AI 自動(dòng)化技術(shù)能夠優(yōu)化設(shè)施的運(yùn)營。

雖然醫(yī)生或護(hù)士不可能在患者住院期間的每一刻都陪伴在他們身邊，但智能視頻分析在其他智能傳感器的配合下可以密切監(jiān)測患者，在患者處于困境并需要關(guān)注時(shí)提醒醫(yī)療服務(wù)提供者。

例如重癥監(jiān)護(hù)室中的患者被連接到持續(xù)采集生命體征的監(jiān)測設(shè)備上。其中的許多設(shè)備會(huì)不斷發(fā)出各種警報(bào)，這可能導(dǎo)致醫(yī)務(wù)工作者有時(shí)會(huì)忽略某個(gè)傳感器的警報(bào)。

通過將來自多個(gè)設(shè)備的流式傳輸數(shù)據(jù)匯總到一條通道，AI 算法可對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，更快檢測出患者的病情是否突然轉(zhuǎn)好或轉(zhuǎn)壞。

休斯頓衛(wèi)理公會(huì)學(xué)術(shù)醫(yī)學(xué)中心正在與NVIDIA 合作伙伴網(wǎng)絡(luò)中的精英成員Mark III Systems一起部署一種名為DeepStroke的 AI 工具。該工具可以根據(jù)患者的語言和面部動(dòng)作，更加準(zhǔn)確地提前檢測出卒中癥狀。通過將這些 AI 模型集成到急診室的工作流程中，醫(yī)院可以更加迅速地確定如何正確治療卒中患者，幫助臨床醫(yī)生不遺漏仍可以挽救生命的患者。

NVIDIA 初創(chuàng)加速計(jì)劃成員 Artisight正在使用由 GPU 加速的戴爾 PowerEdge 服務(wù)器、NVIDIA Fleet Command混合云系統(tǒng)和用于 AI 流式傳輸分析的 DeepStream 軟件開發(fā)套件等戴爾和 NVIDIA 的企業(yè)級(jí)解決方案來管理一個(gè)智慧醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包含了西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 2000 多個(gè)攝像頭和麥克風(fēng)。

Artisight所提供的一個(gè)模型提醒護(hù)士和醫(yī)生注意有受傷風(fēng)險(xiǎn)的患者。另一個(gè)基于室內(nèi)定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了診所工作流程的自動(dòng)化，最大程度地提高員工的生產(chǎn)力和患者的滿意度。還有一個(gè)系統(tǒng)通過檢測術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后事件協(xié)調(diào)手術(shù)室的吞吐量。

這些系統(tǒng)都可以輕松添加功能而不受地點(diǎn)的限制。一個(gè) AI 支持的傳感器網(wǎng)絡(luò)可以監(jiān)測醫(yī)院的房間以防止患者跌倒，也可以檢測醫(yī)院用品是否不足或者手術(shù)室是否需要清潔。這些系統(tǒng)甚至可以通過 Artisight 的集成式遠(yuǎn)程咨詢工具延伸到醫(yī)院以外，監(jiān)測位于家中的高危患者。

醫(yī)療服務(wù)的最后一個(gè)關(guān)鍵要素是醫(yī)療編碼，也就是把臨床醫(yī)生的筆記轉(zhuǎn)化成一組代表每項(xiàng)診斷和程序的字母數(shù)字代碼。這些代碼在美國具有特別重要的意義，它們是醫(yī)生、診所和醫(yī)院向保險(xiǎn)公司、患者等相關(guān)者提交賬單的依據(jù)。

NVIDIA 初創(chuàng)加速企業(yè)Fathom所開發(fā)出的一個(gè) AI 模型能夠自動(dòng)執(zhí)行復(fù)雜的醫(yī)療編碼流程，在降低成本的同時(shí)提高速度和精度。這家成立于 2016 年的公司與全國最大的衛(wèi)生系統(tǒng)、計(jì)費(fèi)公司和醫(yī)生團(tuán)體合作，每年為超過 2000 萬名患者進(jìn)行編碼。

智慧醫(yī)院中的醫(yī)療影像

深度學(xué)習(xí)最開始被用于識(shí)別圖像中的物體并因此而普及。這也是這項(xiàng)技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)最早的用途之一。目前在醫(yī)療影像領(lǐng)域，有幾十個(gè) AI 模型已經(jīng)獲得監(jiān)管部門的批準(zhǔn)，幫助智慧醫(yī)院的放射科加快對 CT、MRI 和 X 光數(shù)據(jù)的分析。

AI 可以對檢查圖像進(jìn)行預(yù)篩，標(biāo)記出需要放射科醫(yī)生注意的區(qū)域。這可以節(jié)省醫(yī)生的時(shí)間，讓他們有更多的余力查看其他檢查圖像或向患者解釋結(jié)果。該技術(shù)可以將腦出血等關(guān)鍵病例移到放射科醫(yī)生工作清單的首位，進(jìn)而縮短診斷和治療危及生命的病例的時(shí)間。而且它還可以提高放射學(xué)影像的分辨率，使臨床醫(yī)生能夠減少每個(gè)患者所需要的劑量。

領(lǐng)先的醫(yī)療影像公司和研究者正在使用 NVIDIA 的技術(shù)驅(qū)動(dòng)可用于智慧醫(yī)院環(huán)境的新一代應(yīng)用。

西門子醫(yī)療（Siemens Healthineers）開發(fā)了基于深度學(xué)習(xí)的自動(dòng)輪廓繪制解決方案，能夠?qū)Ψ派渲委熤械奈ｋU(xiǎn)器官進(jìn)行精準(zhǔn)的輪廓繪制。

富士醫(yī)療使用NVIDIA GPU驅(qū)動(dòng)其 Cardio StillShot 軟件，該軟件可在 CT 掃描期間生成精準(zhǔn)的心臟影像。為了加快該軟件的工作速度，該團(tuán)隊(duì)使用了包括 NVIDIA Optical Flow SDK 在內(nèi)的軟件來估計(jì)像素級(jí)運(yùn)動(dòng)，并使用NVIDIA Nsight Compute來優(yōu)化性能。

NVIDIA 初創(chuàng)加速計(jì)劃中的初創(chuàng)企業(yè)也在使用 AI 推進(jìn)醫(yī)療影像工作流程，例如上海聯(lián)影智能的 uAI 平臺(tái)可以為設(shè)備、醫(yī)生和研究者提供功能齊全的 AI 應(yīng)用，涵蓋了影像、篩查、隨訪、診斷、治療和評(píng)估領(lǐng)域。該公司的 uVision 智能掃描系統(tǒng)在NVIDIA Jetson 邊緣 AI 平臺(tái)上運(yùn)行。

智慧醫(yī)院中的數(shù)字和機(jī)器人手術(shù)

為了獲取數(shù)據(jù)并為外科醫(yī)生提供 AI 驅(qū)動(dòng)的警報(bào)和指導(dǎo)，智慧醫(yī)院的手術(shù)室加入了智能視頻分析和機(jī)器人技術(shù)。

醫(yī)療設(shè)備開發(fā)商和初創(chuàng)企業(yè)正在開發(fā)推動(dòng)手術(shù)培訓(xùn)的工具，幫助外科醫(yī)生提前計(jì)劃手術(shù)、在手術(shù)中提供實(shí)時(shí)支持和監(jiān)測并協(xié)助術(shù)后的記錄和回顧性分析。

總部位于巴黎的機(jī)器人手術(shù)公司 Moon Surgical 正在設(shè)計(jì)一個(gè)可與手術(shù)室現(xiàn)有設(shè)備和工作流程配合使用的無障礙、自適應(yīng)外科手術(shù)輔助機(jī)器人系統(tǒng)—— Maestro 。這家初創(chuàng)企業(yè)采用NVIDIA Clara Holoscan節(jié)省時(shí)間和資源，縮短了開發(fā)時(shí)間。

Activ Surgical選擇使用 Holoscan 加快開發(fā)用于提供實(shí)時(shí)手術(shù)指導(dǎo)的 AI和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)解決方案。這家波士頓公司的 ActivSight 技術(shù)讓外科醫(yī)生能夠查看肉眼無法看到的重要生理結(jié)構(gòu)和功能，比如血流。

位于倫敦的Proximie將使用 Holoscan 技術(shù)實(shí)現(xiàn)手術(shù)室的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)，把專業(yè)的外科醫(yī)生和 AI 解決方案帶入到每一場手術(shù)中。該公司希望通過將這些信息集成到外科影像系統(tǒng)來降低手術(shù)并發(fā)癥的發(fā)生率，提升患者的安全和護(hù)理質(zhì)量。

遠(yuǎn)程醫(yī)療——家中的智慧醫(yī)院技術(shù)

另一些智慧醫(yī)院技術(shù)確保不需要入院的患者可以通過可穿戴設(shè)備、智能手機(jī)應(yīng)用、視頻約診、電話和文本信息收發(fā)工具在家中接受護(hù)理。此類工具減少了醫(yī)療機(jī)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，例如能與患者有效溝通的 AI 聊天機(jī)器人。

Curai 等公司正在使用自然語言處理 AI 驅(qū)動(dòng)智能語音助手和遠(yuǎn)程醫(yī)療聊天機(jī)器人。Curai 是NVIDIA 初創(chuàng)加速計(jì)劃這一全球初創(chuàng)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的一員。

Curai 正在使用 GPU 驅(qū)動(dòng)的 AI，通過一個(gè)基于聊天的應(yīng)用連接患者、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和護(hù)理團(tuán)隊(duì)。患者可以輸入有關(guān)他們病情的信息、查閱他們的醫(yī)療檔案并隨時(shí)與醫(yī)療服務(wù)提供者聊天。該應(yīng)用還通過提供基于 Curai 深度學(xué)習(xí)算法的診斷和治療建議來支持醫(yī)療服務(wù)提供者。

Curai 所專注的 AI 領(lǐng)域是自然語言處理（用于從醫(yī)療對話中提取數(shù)據(jù)）、醫(yī)學(xué)推理（用于提供診斷和治療建議）以及圖像處理和分類（主要用于患者上傳的圖像）。

像 Curai 這樣的線上護(hù)理工具可以在任何時(shí)候用于預(yù)防性的和簡易的護(hù)理，或在患者就診后確保他們能夠良好地響應(yīng)治療。

利用智慧醫(yī)院數(shù)據(jù)開展醫(yī)學(xué)研究

智慧醫(yī)院數(shù)據(jù)的用處并不會(huì)在患者出院后而結(jié)束，它們可以為持續(xù)多年的研究提供信息，并作為醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的一部分來幫助改善運(yùn)營效率、預(yù)防護(hù)理、藥物研發(fā)等。憑借像聯(lián)邦學(xué)習(xí)這樣的協(xié)作工具，數(shù)據(jù)的作用將從一座醫(yī)療機(jī)構(gòu)擴(kuò)展到全球，推動(dòng)整個(gè)醫(yī)療領(lǐng)域的研究。

Neurosurgical Atlas 是全球最大的神經(jīng)外科醫(yī)生協(xié)會(huì)。該協(xié)會(huì)通過新的高效外科技術(shù)推進(jìn)神經(jīng)外科疾病患者的護(hù)理。Atlas 包含一個(gè)手術(shù)記錄和模擬庫，讓神經(jīng)外科醫(yī)生在進(jìn)行手術(shù)前能夠?qū)撛诘碾[患有前所未有的了解，創(chuàng)造了新的技術(shù)標(biāo)桿。未來，Neurosurgical Atlas 計(jì)劃為個(gè)體患者創(chuàng)建數(shù)字孿生。

佛羅里達(dá)大學(xué)的醫(yī)療學(xué)術(shù)中心 UF Health 使用包含了 200 萬名患者的 5000 多萬次互動(dòng)信息的數(shù)字病歷來訓(xùn)練 GatorTron。這個(gè)模型可以幫助確定哪些患者參加挽救生命的臨床試驗(yàn)、預(yù)測并提醒醫(yī)療團(tuán)隊(duì)危及生命的情況并為醫(yī)生提供臨床決策方面的支持。

電子病歷還被用于開發(fā) SynGatorTron。這個(gè)語言模型可以生成幫助增強(qiáng)小型數(shù)據(jù)集的合成病歷，或在保護(hù)真實(shí)患者數(shù)據(jù)隱私的同時(shí)實(shí)現(xiàn)AI模型的共享。

在得克薩斯州，MD Anderson 正在使用醫(yī)院存檔記錄進(jìn)行人口數(shù)據(jù)分析。研究者使用自然語言處理工具包NVIDIA NeMo開發(fā)了一個(gè)對話式 AI 平臺(tái)。該平臺(tái)可以利用癌癥全像數(shù)據(jù)進(jìn)行基因組分析，包括生存率分析、突變分析、測序數(shù)據(jù)處理等。

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