医疗元宇宙,如何落地?

来源:瞭望

作者:喻陆,国药集团国药医疗健康产业有限公司副总经理、北京大学软件与微电子学院研究生导师

图片来源:由无界版图AI工具生成

分级诊疗制度是我国解决医疗资源总量不足、分布不均等问题的现实选择。元宇宙与医疗领域的结合,将为现有医疗健康业务应用场景的重构升级打开想象空间,有助于下沉优质医疗、提高医疗资源效率、缓解看病难等现实问题。


待激活的基层医疗资源


近年来,分级诊疗制度有效提高了医疗体系整体效能,但也面临有效激活基层医疗资源的挑战。基层医疗能力建设的提升,主要包括以下几点。

——提升基层医生水平能力。经验积累和交流培训是医生水平提升的重要方式。应建立完善信息沟通渠道和体系,将优质医疗知识流通起来,让基层医生水平与大医院医生同步提高。

——完善激励机制和利益分配机制。远程医疗和互联网医院有利于解决偏远地区医疗难题。需要创新机制,让基层医生在资源下沉的过程中获得更多学习机会和个人收入,以激发其提高医疗水平的主动性。

——医生信息交互体系和医院信息化体系待完善。进一步满足家庭医生对服务对象数据的可追溯需求,进一步满足分级诊疗对病患资料的分级流转需求。


待完善的交互沟通渠道


实现优质医疗资源的下沉,首先是建立交互的物理沟通渠道,将医疗资源下沉到下一级医疗机构,通过重新组织每一级业务的处理和流转流程,形成有效的工作机制,让整个国家医疗体系里的所有医生能够在技术和信息等全方位得到扶持和保障机制。

对此,医疗分级应打通各级医疗机构间的信息通道,让医生与医生之间、医疗机构与医疗机构之间的交流畅通,进而让基层医生得到专家更多的业务指导和上级医疗机构的各种资源,在超出下级诊疗机构处理能力的时候能将病人和病情提交上级医疗机构。

近年来被寄予期待的医院信息化、互联网医疗在打通信息通道方面有一定成效,但也有自己的局限。如医生宝贵的经验仍封闭在单个系统中,优秀医生时间有限与医疗需求无限的矛盾有待解决,等等。

而元宇宙因其去中心化、形象化等特点,能有效释放医生经验等优质资源,让医疗资源更快速、直接地下沉至基层医生和基层医疗机构。而且,医疗元宇宙建成后,还会在疾病预防、医疗诊断、临床治疗、治疗康复、科技创新等方面发挥重要作用。


系统、有序推进医疗元宇宙落地


那么,医疗元宇宙如何服务分级诊疗建设,如何落地?

当前,元宇宙在医疗领域的应用探索层出不穷,其实质是以数据为入口、以VR/AR为出口,基础概念是“数字虚拟世界的(数据+交互)全集”:“数据”即基于现实世界数据诞生的数字孪生,“交互”即多媒体音视频交互和未来的人机交互。

经过潜心研究,我们总结并阐述了医疗元宇宙的方法论和实践论。它包含一个中心(数字医疗元宇宙)、两大关键技术(全息数字孪生和多媒体音视频交互技术)、三大资源团队(在虚拟数字世界为医疗资源体、元宇宙技术资源体、内容媒体辅助资源体,对应真实世界为医疗团队、元宇宙技术团队、内容媒体辅助团队)、五大实现步骤(混沌筑基法、鸿蒙网络法、生命诞生法、意识形成法、神经交互法)、五大生态及概念(数字孪生、DAO、Token、区块链、VR/AR/MR/脑机接口等)、六大应用场景(疾病预防、医疗诊断、临床治疗、治疗康复、教育培训、科技创新)。

医疗元宇宙就是要把真实世界的信息完整地投射到数字世界。不同于传统的3D医疗影像,医疗元宇宙按照现实时间顺序、基于详细的多媒体信息记录构成病患在虚拟世界的孪生体,让医生能脱离真实生物体,在虚拟世界研究探索人体疾病的成因和解决方案。

医疗元宇宙的第一块基石是通过合法收集个人数据信息,按照现实时间顺序、基于详细的多媒体信息记录构成病患在虚拟世界的孪生体,并利用生物医学成像设施,形成跨尺度、多模态、自动化和高通量的生物医学成像全功能研究平台,让医生能多层次、全景可视化“看见”疾病发生的动态过程。

——时刻和现实世界进行信息交互的医疗元宇宙是一个全流程的系统生态圈

真实世界投射到数字元宇宙的入口:数字孪生。医疗元宇宙的基础是数字孪生,这是真实世界的生物体(患者的器官和人体)在虚拟世界中多维度综合数据的投射,可以服务医疗全息交互。

数字孪生是合成数据的一种形式,各种利用现有设备获取的信息,以真实实体为模型,通过专业算法以持续的方式还原真实世界的对应物。形成包含所有个人医疗信息的全息混合体。

医疗元宇宙生态治理的基本规则和生存法则:DAO(Decentralized Autonomous Organization)。这是基于区块链技术提出的一种兼具合作组织和开源生态优点,并改善其缺点的解决方案。

DAO的治理框架:协调和决策方式分为链上提案治理和链下提案治理,链上提案治理是DAO治理中最基本的环节,采用智能合约实现去中心化的治理流程,将治理机制写入代码,通常会通过投票来决策。而链下提案治理则是一种辅助手段,通常采用在链下进行非正式的社区讨论,避免过多占用链上资源。

虚拟世界的信息价值衡量标准和管理:相应推出Token形式,初期可被称为“时长”,现实货币经兑换系统存入虚拟账户,生成对应数量的时长进入流通体系,如果时长拥有者需要将累计闲置的时长兑换成现实货币,也要将对应的时长予以注销,以保证系统内代币衡量物价值的相对稳定,以免引起类似通货膨胀的等价机制波动。

数字虚拟世界的身份证和安全保护:区块链是分布式和加密的数据库,它以除了数据所有者之外的任何人都无法篡改的方式安全地使用、存储和传输数据。

现阶段多方正在探索区块链技术在医疗联合体、个人健康档案、电子处方、药品管理、医疗保险、智慧医院管理、疫苗管理、基因测序等方面的实际应用。

虚拟数字世界向真实世界展示的出口:VR、AR、MR和脑机接口等有关医疗领域虚拟现实产品。

——医疗元宇宙的实现是一个循序渐进的过程,主要包括以下五步

第一步混沌筑基法。医院借助现有的计算机网络,搭建医疗元宇宙在真实世界的音视频交互门户,初步实现基于数字孪生的音视频会商系统、数字孪生直播系统和点播系统,并在上述系统的基础上按照时间顺序生成类似即时通信的元记录系统。此阶段,真实世界的各种资源都会以不同的形态、以去中心化的方式逐步投射到元宇宙系统中等待孵化唤醒。

近年来,全国各地各级医疗机构逐步建立起城市医疗集团、县域医共体、跨区域专科联盟和远程医疗协作等医联体模式。去中心化后的医联体,核心就是医生所拥有的知识、经验和信息资源。此过程为优势医疗资源信息提供了交互场所“蓄水池”,让各种优质的医疗信息得以方便地存放在基层信息网格中,为后期基层医生查找和申请全面的临床诊断等帮助打下了基础。

第二步鸿蒙网络法。如果说上一阶段是各家医院在自有系统内储存、流转数据,这一阶段则是打通各医院系统,促进医院间资源融通。同时,如音视频内容制作等医疗元宇宙支撑团队和资源将根据第一阶段约定的交互数据格式,可控有序地加入其中。此阶段不仅通过虚拟世界解决医生与医生、医生与病人间的距离问题,还让过于集中的优质医疗资源,即优秀医生的经验向基层医生倾斜释放,每个基层医生都会是专家的远程助手,他们能够花更多的时间帮专家详细了解病人的具体情况,并将记录完整存入病人的虚拟体系统。基层医院医生有机会在这种虚实结合的学习和资源循环中相互促进和蜕变。

第三步生命诞生法。这个阶段以元宇宙的Token激励循环法为主要内容,即遵循公允的价值交换原则、以高价值内容为对象,推动医疗元宇宙体系以开放的形式自主良性运转。

第四步意识形成法。这一阶段将打破现实生物体和数字虚拟体之间的界限,虚拟世界开始感受真实世界,也会向真实世界主动寻求资源交互。人工智能技术可识别抽象、简单的概念,基于全面的个人数据,拟合人体对各种治疗方案的反馈,将提供一个良性互动的人机交互方式。

第五步神经交互法。此阶段基于脑机接口为大脑读写意识的功能,实现虚实互联互通。人类的大脑本身就是一个非常好的计算和仿真系统,是一个效率极高的元宇宙体系,可以把以前真实见过的、听说过的、想象过的各类场景和人物重新组合,模拟出全新的场景。

真实世界的每一个生命在元宇宙都将有对应的分身,医生的学习突破传统的培养方式,虚拟分身在医疗元宇宙中通过信息复制和自学习自进化方式实现,现实生物体定期和虚拟体数据同步即可实现知识和能力更新。

——实践过程需要建设三大资源团队

真实世界投射进虚拟世界的过程中,将形成医疗团队、数字新业态技术团队和内容媒体辅助团队,它们是医疗元宇宙的三大运营团队。这三大运营团队在医疗元宇宙由实化虚转化为三大资源体:以医生为主体的医疗资源体,以技术构建团队为主体的元宇宙技术资源体,转化医疗信息的内容媒体辅助资源体。三大团队在虚拟数字世界里不断融合各种资源,解放原来的各种优质医疗资源。

医疗元宇宙里每位参与者的每一次操作都将是信息的小雨滴,小雨滴落在记录上逐渐形成一个个小水洼,在大数据和人工智能的辅助下汇聚成浩大的江河湖海,最终奔向医疗信息的大海。三大运营团队和Token发挥阳光的热力作用,提炼大海里的各种信息,将知识的精华回馈给每一个云端的参与者,循环往复自成体系,最终实现国家分级诊疗的医改目标。期间,相关医疗健康管理机构和科研机构能够通过医疗元宇宙的大数据统计分析和人工智能技术实现对国民健康的监测、对医保资金流向的监管、对医疗用药的预判,其价值在重大突发疫情的预警和防控方面更加突出。