弱人工智能数字化时代下的医技关系

于海洋,张 呐,贺子敬,方婷露,韩 立

良好的团队合作对于提供高质量的口腔治疗至关重要[1]。当前的口腔医学还处于弱人工智能阶段,人工智能还没全面超越人力范围[2]。而对于涉及众多高新修复技术交叉合作的口腔修复学来说,当前热点如:数字引导的高精度治疗方案的制定与实施、高美学修复效果的实现等更是离不开口腔医师与口腔技师的有效沟通与合作。

在当前弱人工智能下,医技关系中更应当明确:①两者的共同目标是为患者提供更好的治疗服务。②需注重各自职责的相互结合与促进[3],并为未来更舒适有效的人工智能引导下医技合作打好基础。然而,无需质疑的是目前普遍存在的医技交流障碍叠加了“无条件返工”等义齿业行规,无助于质量的提升,严重困扰全行业健康发展[4]。为了解决这些难题,一方面医生要提高自己的胜任力;另一方面已经在数字化应用先行一步的义齿加工企业,如何更好地实现医者的治疗目标,并从加工时间、成本及质量等几个方面全面支撑数字化口腔诊疗未来的发展。因此,本文将从医技关系存在的问题入手,解析我们在数字化时代突破这类问题的途径。

1 弱人工智能数字化时代下医技关系中存在的问题及分类

1.1 存在的问题及产生的原因

当前医院门诊等往往与义齿加工厂的空间设置是分离的,主要靠设计单为沟通媒介,医技之间为主动与被动的委托关系。沟通形式、距离的限制,导致医技沟通环节薄弱,双方对印模、模型、义齿等存在的不足都希望通过对方的技术来弥补,这样的情况加剧了医技间的矛盾[4]。多项调查研究指出,由于繁重的工作量及其导致的急躁情绪,收到质量差的设计单时,仅有不超过1/3的技师会与医生联系从而获取更多患者的信息来纠正问题[5-7]。此外,较多医生未留下自己的联系方式,导致技师在制作过程中无法与其沟通[7]。这样“冷漠”的单向医技关系,加大了医技沟通的难度,也阻碍了医技间友好合作关系的形成。

无条件返工是“毒苹果”。由于长期以来“无条件保修”下技师的弱势工作地位十分明显。当出现预备体表面粗糙、聚合度过大、牙体预备量不足、倒凹等质量不佳问题时,常常出现医技沟通障碍,“矮三分”的技师常常不得不通过人为“创造”肩台、手动填补倒凹等不规范操作来勉强制作修复体,谋求获得市场生存空间,往往最终导致修复体固位不足、瓷崩裂、边缘适合性不足等一系列困扰行业发展的质量问题。这些困扰行业健康发展的难题反复重演,既无助于“不良修复体”的溯源整改,也进一步排斥了医技间的有效沟通,丑化了技师的职业前景预判甚至相关专业高等教育的认同,最终也必将阻碍学科的发展进步,是不得不尽快解决的绊脚石和拦路虎。

1.2 存在问题的分类

在口腔诊疗中组建高效协作的团队,最重要的前提是医师和技师了解并理解彼此的临床和技术职责以及局限性[8]。而这两点也正是数字化时代下医技关系所存在的两大问题。

1.2.1 职责划分不明确类

设计单是目前医技沟通的主要媒介,印模与模型是医技间合作的重要载体。但在不同的国家与不同的修复类型中都存在着设计单填写不充分、印模或模型质量不达标的情况,导致技师所获信息、材料不充分不准确,义齿制作条件不佳[2,9-11]。有研究表明:活动修复时74.2%的设计单中医师将绝大多数的支架设计都留给了技师完成;在大约3.5%的设计单中,医师在备注中对技师给出了“请仔细设计RPD”或“设计合理好就位”这样直接的指示,忽视了自身对于义齿设计的必要职责[7]。固定修复中,医师、技师、助手甚至学生均可对印模、模型进行数据采集,一定程度上会影响数据的精确性,直接影响技师的加工难度,并能最终影响修复体质量。调查发现单冠数字化预备体模型的整体质量情况不佳,肩台质量不达标率为81.17%,颊舌向聚合度的不达标率为19.59%,近远中向聚合度的不达标率为22.48%[12]。而目前普遍的情况是技师即使收到不达标的预备体模型,由于沟通不足、不对等的医技关系,技师也会选择“将错就错”。

1.2.2 专业内容的理解障碍类

一方面由于大多数院校对技师的教育仅限于义齿制作,导致技师缺乏对临床内容的掌握,无法在病例中提出建议和要求。因此,口腔医学技术专业教育中需要加入临床协作的课程[13]。另一方面,由于医师与技师间的委托关系,医师只管对技师提出要求,但并不考虑要求的可行性以及自己所提供的条件。同时,即使是数字化技术发展迅速、应用广泛的今天,大多数医师也只关注到数字化技术的便利性和优势,不理解其存在的局限性。例如,不合理的种植后位点导致上部修复的困难,而双方对彼此职责和专业内容的不理解,会加剧单方面的指责与双方的矛盾。

1.2.3 椅旁技师产生的新问题

数字化技术发展、椅旁系统的诞生,一定程度地加强了医技间的沟通情况,也改变了医技间的合作关系。椅旁技师所参与的椅旁修复对改善医技关系的优势体现在:在治疗前技师能及时对医师述说自己的需求(例如需要搜集的资料、数字化印模或模型需满足的要求、咬合记录的要求等);医师能及时反馈给技师所遇到的问题,并能及时讨论出原因及解决方法;色彩传递存在差异性,因此技师需椅旁来实现更仿真的色彩效果;许多操作可以椅旁完成,减少因医师与加工厂的距离问题而让患者产生对就诊次数增加的抱怨等。而数字化技术的发展与需求对医技间的高配合度提出了新的要求。目前椅旁技师并不是国家认可的职业,其晋升、评级等信息尚不健全,其未来发展还需要突破国家层次所制定的标准。同时,行业和医院也需要对椅旁修复诊疗进行院感防控、出现医疗纠纷的责任划分等方面进行规定。

2 弱人工智能数字化时代下理想的医技关系

2.1 目标内涵

2.1.1 建立具体统一的目标

医学大数据与人工智能(artificial intelligence,AI)从不同方面增强了医学从业人员、医学单位以及医学界的能力,为医技双方的工作提供了诸多便利[14]。但需要注意的是,AI技术的应用仅仅只能作为辅助临床医生和技师工作的媒介,并不是医技合作的目的。

人是思想的产生者,而机器是思想的执行者,这也是人始终无法被AI取代的原因。近日,由人工智能实验室OpenAI发布的对话式大型语言模型ChatGPT在各大中外媒体平台掀起了一阵狂热之风,操作简单、容易上手的特点使其可以在短时间内被广泛应用,但不少体验者发现:该AI系统的回答质量和用户的提问方式有很大关系[15],再次证明了AI作用效果与操作者的使用方式密切相关,AI系统生成的结果实际是操作者思想和决定的体现。因此,如果医师与技师的思想并没有达成一致,无论是否有AI辅助,最终结果都会无法满足要求。

口腔修复工作的最终目的是为患者制作出满足个体需要的修复体并确保修复体的质量,但在具体的修复治疗中,由于医技专业知识差异、信息不对等、步调不一致、沟通不完善等诸多因素,口腔医生和技师的目标并未达到实际的统一[16]。AI系统在口腔修复中的广泛应用,有助于医技双方充分了解患者情况,共享信息,沟通想法,促进医技双方对可实施方案的共同制定,形成具体、统一的修复目标,作为口腔治疗的首要前提。

2.1.2 以数字化技术为媒介的高效沟通

传统医技沟通中,由于信息形式单一、信息不易储存、交流意愿弱等原因,医生端和技师端的信息传递效率低,造成对修复方案和修复目标的认识和理解存在偏差,并且无法及时针对修复中的关键问题进行讨论,阻碍医技配合的进行。

互联网、智能终端等数字技术推动数字媒介的不断演进,信息的数字化传播媒介成为人们构建和连接社会关系的工具[17],传统信息传递方式已无法满足工作的需要,而数字技术所提供的便捷的信息获取方式、多样的交流沟通渠道以及易操作性都使得工作效率大幅度提升。同样的,在口腔修复领域,医生和技师应充分利用数字化技术及时进行有效的沟通,利用不同类型的系统获取患者的数字化模型,便于整理和储存,通过网络可以及时地将这些数字化信息完整传送至技师端,避免了传统过程中由于模型破坏或加工单表达不清等造成的信息缺失,实现临床医生和技师的信息共享,有利于双方就修复治疗方案进行交流讨论,而随着大数据、虚拟现实、人工智能等数字化技术更广泛地应用与更多潜力的开发,高效协同的医-技-患沟通体验也将持续提升。

2.1.3 明确各自的职责

由于各类数字化技术的应用,医生和技师的工作方式发生了许多变化,在修复治疗过程中扮演的角色也随之转变。各类AI技术的应用,在加强临床医生和技师沟通交流的同时,也使双方工作紧密交织:技师在修复方案决策中的作用日益重要,技师不仅要进行修复体的制作,更要进行术前设计、参与治疗计划的制定以及为临床操作提供数字化引导;而医生需要基于技师提供的信息进行修复规划,通过高质量的操作为后续技师的工作奠定良好基础并在修复体制作过程中提供意见。

因此,在医技配合日益紧密的修复工作中,口腔医生和技师应明确各自的工作任务和需要肩负的责任,各尽其职,保证各自环节操作规范,共同配合以推动整个修复治疗正常进行。这减少了因为职责不明确引起的医技之间不信任和相互指责,保障了修复体的质量,有效地提高工作效率,对建立良好的医技配合关系有着重要意义。

2.1.4 尊重与理解

数字化技术和AI的应用有助于医生和技师相互理解,提高沟通效率,带来医技双方工作上的便利。但医技配合的本质是人际交往,数字化工具的应用仅作为一种辅助工作的手段而存在,不可能完全取代人际交往的过程。医技关系中既有存在于一般人事关系中的共性问题,也有其特殊性[16],因此更加需要双方相互尊重与理解的态度。

由于对修复治疗方案的参与以及日益增加的数字化椅旁操作,技师可以更加理解目前医疗服务中医师直接面对患者所受到的巨大社会舆论压力,并在此过程中了解到更多的临床知识,有利于技师对修复要求的明确,制作更符合生物学原则、更具个性化的修复体。另一方面,医生可以通过如一系列AI系统检测临床操作,这一过程可以考虑如何提高自己所提供条件的质量以有利于技师端的操作,以及更加直观、全面地评估要求的可行性。

只有医技双方充分地相互尊重和理解,才能更好地在数字化技术的辅助下建立统一的修复目标,对问题有共同的认识,从而使双方为患者提供最佳的服务,建立起和谐稳定的医-技-患关系。

2.2 返工率的分类与含义

返工率是反映医-患-技三方合作质量的指标。我国修复学科经过近40年的快速发展,口腔修复体的制作场所由原来几人制作室转向有上百、几百、上千员工的义齿工厂,口腔修复体也开始以产品形式出现,并且应运而生的产品售后也相继形成,即对于自己生产销售的口腔修复体,在一定期限内予以免费或一定费用包修包退等售后服务,也符合其他行业的通行做法。

返工率,指在保修期内,返工件数占总件数的比率,由返工件数量除以总件数得到。根据其返工时间的长短,又细分为即刻返工率、保修期返工率、短期返工率和长期返工率等。

其中,即刻返工率,即第一次戴牙后即刻返工的比率,医生面对即刻返工情况往往对加工端心存芥蒂,患者对此也尤为不满,第一次戴牙失败的受挫感容易使其对医生丧失信任,再治疗的情绪成本和经济成本损失大;加工厂对此也将面临客户流失、加工成本倍增、经济效益减低等问题。

而保修期、短期、长期的返工,整体上看肯定是无法避免的,对此应进行全样本或大样本等的溯源调查并反馈整改,才能有助于行业健康发展。很遗憾,由于制作前医技配合不佳的原因,很多制作前的原始信息不全、不准,导致部分溯源整改不容易实现既定工作目标(表1)。

表1 四种不同返工率的内涵对照表Tab.1 Connotations of four different rework rates

四个返工率背后折射的意义不同、抱怨方不同,但不得不说的是受制于义齿加工行业的激烈竞争,为了留住加工客户,保护市场占有率,义齿加工端有意或无意的“忽视或包庇”纵容了部分不良修复体的出现,已经成为了整个行业不得不慢慢吃下的“毒苹果”!

2.3 AI系统的潜力

AI是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用的一门前沿科学。起源于1956年著名的达特茅斯会议,AI已经有了近70年的发展历程[18]。 现如今,伴随着5G及大数据等技术的迅速发展与相互结合,人工智能系统将不断赋能医疗向数字化、网络化、智能化转型,助推数字医疗高质量发展。在口腔医学领域,AI技术已应用于口腔修复学、颌面外科学、口腔内科学、口腔正畸学等的治疗与研究中,尤其在口腔修复学中,与CAD/CAM的集成使其有着广阔的应用前景,极大促进了口腔修复学向着更为微创精准、智能自动的大方向发展[19]。

而从医技合作的角度出发,AI系统在模拟预告修复效果、辅助临床决策、规范化管理数字信息以及引导高质量临床操作等方面均发挥出巨大的潜力,加强了修复治疗过程中医技双方的沟通交流,加快促进形成数字化时代下的医技配合新模式。

2.3.1 加强医技紧密合作共同制定方案

AI技术在模拟前瞻性过程方面的应用,不仅体现在对疾病以及预后的预测中,更是在预告口腔修复效果方面展现出其巨大的潜力。在修复开始前,技师端进行的虚拟设计与效果模拟成为影响修复方案制定与选择的重要参考。基于AI系统的数字化预告技术将多种类型的数字信息有效地整合和重建,以更加可视、直观的形式展现修复治疗方案的预期效果,集成了口腔修复专家和技师的丰富经验与技术,辅助临床决策并指导修复体的制作。

不同于过去的二维预告方式仅能提供有限的信息,应用AI技术可以轻松实现三维甚至四维的仿真预告。在获取口腔、颜面部、颌骨、关节等各种类型的三维数字化信息之后,通过多模态数据融合构建出虚拟患者,并与CAD/CAM设备对接,结合患者面部特征以及语音分析的前提下,进行数字化设计、预测[20]。将动态的下颌运动轨迹融入三维虚拟牙科患者,使其升级为四维虚拟牙科患者,从而使虚拟修复的预告对临床治疗方案的决策更加具有参考价值。另外,一些AI系统也可以对修复治疗后的颌面部变化进行快速、准确的预测,以动态的面部形变为义齿设计提供依据[21-22]。除了对修复效果进行预测外,还用于预测不同方案修复体寿命的AI系统,从指导不同修复材料选择的角度辅助口腔医生制定最佳的修复方案[23]。

AI预告技术对技师的工作也具有重大指导意义。例如高精度的计算机配色系统能准确识别牙色,其平均色差显著低于视觉评估法的色差值,此类系统的应用为技师提供了相应的瓷粉配方,从而提升修复体的色彩匹配精度[24-25]。

总的来说,AI系统的预告功能一方面辅助临床决策的进行:修复治疗方案不再仅仅由临床医生单方面决定,技师也会充分参与到治疗决策中并影响修复方案的最终确定,成为修复治疗方案的共同决策者,不再局限于“接受工作”的角色。通过AI预告技术模拟修复效果,从而对修复方案进行比选,患者的想法和意见也会被尽可能地考虑其中,因此可以提高患者修复治疗的满意度。另一方面,修复效果的预告为技师端提供了更加丰富具体的参考信息,指导技师高效地进行修复体的制作。

因此,得益于AI预告技术,临床医生和技师双方在修复方案与修复目标上达成共识,增加对修复预期效果的判断,使得医技之间的配合更加紧密。

2.3.2 促进医技对接规范化

AI技术的应用带来了资料信息形式的革新,在此基础上更进一步促进了数据信息的系统化管理,为技师提供标准电子设计单,以规范化的医技对接保证完整、准确、清晰的信息从临床端传递至技师端。

由于个人习惯的差异,传统义齿设计单上往往会出现各种类型的字体、图标、注释,甚至可能有信息缺失、误填等情况,加工厂需要辨认成百上千种不同“风格”的设计单,无形中增加了加工厂的工作量以及对方案要求准确理解的难度。这种随意、低效的信息传递形式无疑是医技对接过程中的重大阻碍,严重时将直接导致义齿制作失败而需要返工重新制作。

因此,集成大数据云计算与强大的虚拟仿真功能,RD-designer等用于可摘局部义齿设计的三维可视化专家系统[26-28]可以全面地整合医疗信息,建立了基于病例库的临床决策系统,以全数据方式结合三维图像将义齿设计方案数据化、规范化,一键化输出标准化的义齿工作授权书,并直接传送至关联的义齿加工厂进行修复体的制作,以此实现医技信息全息完美对接,解决“信息乱、理解难”等问题。医技对接形式的优化能够尽可能减小医技交流过程中的信息差,大大提高了医技双方工作效率,有效减少返工率,形成医技共同期盼医技配合关系。

2.3.3 保障高质量临床操作

AI算法强大的数据分析能力在提高临床工作效率、提供可视化的指导等方面显示出较大应用前景,成为临床高质量操作的保障。在修复治疗的过程中,规范专业的修复临床水平是技师制作出理想修复体的重要基础,而对于缺乏足够临床操作经验的口腔医生来说,相应的AI应用程序可以很好地作为他们的指导,以便他们能够进行高质量的临床操作[18]。例如现如今的一些口扫软件集成了丰富的临床检测工具,包括检测倒凹、检测咬合、检测提取边缘线等功能,帮助口腔医生在椅旁及时检查口扫数据并进行质量评估,以提高备牙质量。完善的牙体预备以及高精度的数字化模型提高了技师数字化设计及制作效率和效果,最终共同作用得到医-技-患三方满意的理想修复效果。

2.3.4 推动医技建设完备数据库

和拥有信息整合和对话能力的ChatGPT一样,AI系统真正强悍的优势实际上在于其强大的计算关联能力。但是,由于国内公开资源数量少且质量不高,无法匹配及满足AI的强关联,因此AI应用的范围和领域仍然较为局限,许多潜力尚未被发掘。高性能的 AI系统需要足够多的数据集来进行训练,但当前口腔医疗数据系统仍未达到标准化、互通化,其相较于其他种类数据更高的隐私性也使得获得足够数量的高质量数据更加困难,已有数据库的普适性较低[19]。

因此,对于口腔修复学甚至是口腔医学领域,激发AI系统潜力需要推动专业领域更加完备的资源管理与数据库建设。目前,AI系统已经凭借其优势在口腔修复学领域发挥着越来越重要的作用,而这一改变也将促进医技双方共同推动病例信息的收集、整理、随访与病例库的建立,包括数字信息的系统管理、隐私保护、随访追踪等方面,形成足够庞大的专业领域的数字资源,使具有强大计算关联能力的AI技术能够更好地服务于医技工作的进行,这不仅决定了数字化时代下医技配合的新模式,也决定了整个口腔修复学未来的发展方向。

2.4 医-患-技友好合作的逻辑路线图

医-患-技三者之间的友好合作是实现高水平口腔医疗服务的重要基础,三者具有一个共同的目的,即获得理想的修复效果。在数字化时代的大背景下,AI等技术在修复治疗过程中的应用,为医生、技师和患者均提供了极大的便利,三方都朝着共同的目标,通过不同类型的数字化系统推动修复治疗各个环节的顺利进行,在许多环节上都有着不同程度的交流与合作。

如果以色彩中的三原色分别表示医生(黄色)、技师(红色)、患者(蓝色),并将一次基本的修复治疗过程按照进行顺序分为多个环节,则可以通过色彩的融合表示该过程中各个环节的医、技、患三者的参与、合作情况,如:在医、技、患共同参与的环节,为红、黄、蓝三种颜色的混合,即用黑色表示,用这样的方式尝试建立出一个医-患-技友好合作的逻辑路线图(图1),以患者初诊时临床数据资料的收集汇总作为流程的起点,以医、技、患的共同目标作为修复治疗最终目的和理想结果,更好地展示出日渐密切的医-患-技友好合作关系,并且明确医技双方在各环节承担的责任和工作。

图1 医-患-技友好合作的逻辑路线图Fig.1 Logic diagram of friendly cooperation among dentists, patients and technicians

3 展 望

3.1 以患者为中心,职责清晰各司其职,坚决取消无条件返工

良好的医技合作应当坚持以患者为中心,明确医-患-技三方职责,坚决取消无条件返工。口腔诊疗目标即为帮助患者解决病痛、恢复功能与美观,在诊疗过程中,医技双方应当以患者实际情况与个性化需求为中心,将其作为团队合作核心目标,并及时有效沟通交流,在就诊早期即明确划分医生、口腔技师与患者三方在此次诊疗过程中各自应尽的职责,避免因职责划分不清而导致互相推诿、影响患者就诊体验等问题。同时,针对目前临床中不时出现的修复体无条件返工现象,应当予以坚决抵制。无条件返工行为,其实质是口腔医生将修复体失败原因简单粗暴地归结于技师,而并未考虑到自身可能存在的问题。此种行为无疑是对技师权益的损害,同时也会引发医技双方矛盾,良好的医技合作更是无从谈起。当修复体效果不佳时,医技双方应当理性分析原因所在,根据职责划分厘清问题归属,在采取相应的措施后,继续完成诊疗流程,从而实现良好的医技合作,保障患者就诊满意度。

3.2 工作内容AI预设

信息化、数字化浪潮下,越来越多的高新技术涌入口腔领域,目前预告技术、口扫、口腔修复设计软件等多种数字化技术已经在口腔领域发挥作用,口腔诊疗也应当充分利用资源,通过现有技术对诊疗工作内容实现AI预设,在患者初诊时即可规划完整工作流程,预判诊疗过程中的重难点环节,并实现医技双方合理分工。同时AI预设工作内容,能够有效明确医技双方在诊疗过程中应当达到的技术标准,可减少因责任划分不清而导致的相关问题。在可以预见的未来,AI预设诊疗工作内容必将为减缓医技矛盾、推动医技良好合作作出突出贡献。

3.3 高效准确全过程质量管理

完善就诊中的全流程质量控制,将有助于提高修复体质量[29],改善患者就诊满意度。随着现代瓷美学修复的发展,高精度的牙体预备、精细的修复体制作正逐渐成为行业趋势[30-31],实施数字化全流程质量控制,采用检测软件或者其他方式对医生技师各步骤进行质量评价,保障医生端制取印模、牙体预备、设计单绘制等步骤符合规范,控制技师端的原材料品质、工艺精确度以及修复体生物力学原则等,严格落实医生、技师相关操作标准,减少各流程中可能存在的质量问题,有助于减少各类原因引发的修复体效果不佳现象,并能够推动医技双方的良好合作,有效解决了医技原因造成的患者就诊次数增加问题。利用数字化手段实施全流程质量控制,严格把关操作质量,促进医技合作,对医、技、患三方均有重要意义,利于口腔行业发展。

当前,医技关系中由于各种原因,依然存在一定问题,但数字化时代的来临,为医技关系带来了新的机遇。抓住数字化时代红利,厘清医技关系问题中的原因,构建数字化时代下的新型医-患-技友好合作关系,应当成为当代口腔领域从业者的共识问题。