论文导读:数字医学,我懂吗?我能做什么?普通临床医生应该如何认识自己在数字医学中的角色?实际上,已有不少临床医生敏锐地认识到数字医学实践对推进临床学科发展的重要意义,及早进行了数字医学的临床实践摸索,并取得了优异成绩。本文选自《中华医学教育探索》。《中华医学教育探索》杂志以医学教育研究为主要内容,探讨教育领域的理论与实践,反映国内外医学教育动态,推动教育改革的深化。引入人文、社会等相关学科的新观念、新内容、新方法,关注医学领域内的社会、心理、经济和法律等问题,促进大卫生观和大健康观的树立,以适应医学模式的转变及医学教育国际化的需求。阐述各类高校办学的新理念、新思路,探讨高等教育的共同规律。介绍现代教育技术发展的动向,引导医学教育观念和手段的革新。
关键词:数字医学,中华医学教育探索
例如:浙江医科大学第一附属医院将3D技术应用于活体肝移植实践,有力地支撑了精准手术决策;广州军区广州总医院骨科积极开展了数字骨科的创新性研究,将数字化重建与快速成型技术应用于复杂上颈椎疾患等骨科疾病的诊治,取得了良好的疗效;新疆医科大学第一附属医院将数字技术应用于对巨大肝泡型肝包虫病的诊断治疗,中国人民解放军总医院、福建医科大学第一附属医院、中山大学第一附属医院等单位开展了基于肝脏三维图像的肝段自动划分及虚拟性肝切除临床实践,提高了肝脏外科的精准技术水平等。其中有一个团队的发展轨迹十分值得我们关注,即南方医科大学附属珠江医院肝胆一科团队。2002年该团队开始进行数字医学在肝胆胰外科的应用研究。他们在研究工作中克服了常用的国外Myrian等软件只能进行肝脏3D和单面虚拟手术、CT的3D功能也存在重建质量和交互性差异的弱点,在数字虚拟人肝胆胰图像3D和仿真手术基础上,率先通过对64排CT采集数据技术的改进,突破了获取活人体亚毫米图像数据的瓶颈,研发出了具有我国独立自主知识产权、能同步立体显示肝胆胰脏器的MI-3DVS软件,实现了解剖数字化和诊断程序化;同时,在国际上率先自主研发了由外科医生操作的多功能仿真手术器械和仿真手术系统,可有力地配合MI-3DVS进行仿真手术,指导临床术前制定精准手术方案,实现了手术可视化,解决了大量的临床疑难问题,建立了我国首套数字医学肝胆胰外科数据库。黄志强院士指出:南方医科大学研发出来的三维成像技术,作为我们国家代表性的三维数字医学技术,应用于外科方面。对于临床上了解肿瘤与门静脉、肝静脉和肝动脉的关系,作为术前评估,比以前更容易了,誉其为转化医学的良好典范。
总结在数字医学实践中获得优异成绩者的成功经验,有以下几个关键性成功元素:(1)创新的攻关理念,即数字医学技术如何直接转化为临床病人实施精准治疗、获得最佳效果服务。(2)明确的攻关目标,如南方医科大学附属珠江医院肝胆一科团队的主要目标是建立可为外科医生直接操纵的、用于指导精准手术的腹部医学三维可视化系统——MI-3DVS—虚拟手术系统,及其要完成这个总目标必须实现的子课题(特殊组织、微小器官信息获取、图像分割、三维重建,手术导航等)。(3)多元的攻关团队,其中包括临床外科医生、解剖学专家、影像学专家、计算机专家、软件制作专家等。(4)坚韧的攻关精神,在临床科研的实施中边学习、边实践、边研究、边验证、边总结、边思考,不断升华,不断赋予新的研究目标和内涵,使课题不断向纵深延伸、向高层发展,始终充满活力。(5)最重要的,他们有一个精诚团结的攻关领导核心。转化医学有三层内涵。第一阶段即T1阶段,是根据临床需求,进行创新性研究,力求实验室和临床研究的成果能用于提高疾病防治效果。个人理解,简言之,就是结合临床“找问题,做研究”。从数字医学角度来说,就是要根据临床的需求,进行数字医学基础研究,获得关于数字人体的新认识,开发出新的临床精准诊断疾病、虚拟手术的应用技术手段以及管理手段,用于临床诊断、治疗和预防等,提高诊治水平和效果。这个阶段,涉及到人体解剖、外科学、病理生理、影像学、计算机三维成像、信息化网络平台的构建等多个学科的联合攻关。中国工程院程京院士最近在中国医师协会外科医师分会第五届学术年会的报告中谈到,我国转化医学路径的特点是“CURING”模式,C:Clinic,临床,从临床发现问题;UR:UniversityResearch,大学研究,将临床发现的问题在大学进行相应的研究;IN:Industry,工业,通过工业化将研究成果制备成产品;最后,还有G:Government,即政府的支持。数字医学的T1阶段正是CURING模式的生动体现。首先,要寻找到与数字医学相关的临床问题,如肝胆管结石病容易复发,术后残石率高达61.3%,再手术率高达56.4%,即使有纤维胆道镜的普遍使用,残石率仍可达19.5%。因而复杂性、多发性肝胆管狭窄并结石病人常需多次、反复手术,给病人带来极大的痛苦。究其原因,主要是肝内胆管的走行多变,狭窄位置不定,术前难以确切显示定位,确定诊治策略存在一定的难度。B超、CT、内镜逆行胰胆管造影(ERCP)、磁共振胰胆管成像(MRCP)等现代化检查手段都不能达到理想的诊断。南方医科大学附属珠江医院肝胆一科团队抓住这个临床问题,将其凝练成“如何获取亚毫米微细脏器、管道数据”这一科学问题,与数字人体解剖专家、影像专家、计算机专家联合攻关,最终突破了高质量胆道数据采集的瓶颈,获得了高清度结石、扩张或狭窄胆管的图像数据,使病变繁杂、难以确定根治性治疗方案的肝胆管结石手术变为病灶明确、手术方式精确。在此基础上经过与软件生产公司的联合,使研究结果变为可用于外科医生在临床独立电子计算机上操作的软件系统,术前进行虚拟手术,拟定精准治疗方案,使Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb肝胆管结石病的术后残石率降低至1.0%,治疗效果大大提高。
目前该软件系统正在接受政府(国家食品药品监督管理局)的审查,争取在国家法律法规的批准、监督下正式上市,在临床广泛推广应用。由此可见,数字医学的T1阶段,要从临床出发考虑问题,研发出直接为临床所用的数字医学设备、软件产品,具有重要的“原始创新”意义。临床是T1阶段的首要启动环节,如果没有临床问题的发现、挖掘,就谈不上此后的一系列转化研究的进程。既往许多基础研究费精劳神完成后却被束之高阁,其主要原因常常是在T1阶段没有选准能解决临床需求的问题所致。临床医生在T1阶段所担负的角色应该是临床问题的发现者、科学问题的凝练者、临床科研的实践者、研究结果的验证者。临床医生的任务是如何深入细致地发现临床中的疑难问题,将其提升、凝练成如何进行科研攻关的科学问题,并参与进行攻关研究,验证研究结果,促进临床诊疗技术的进一步发展。转化医学的第二阶段,即T2阶段,是将研究成果用于日常临床工作及制定预防保健决策。这是使T1阶段研发的成果真正转化成为促进人类健康的有效措施的实践过程。从数字医学实践来看,应是充分应用各种数字技术产品所体现出的数字技术的精准性、快捷性、信息共享的广泛性等,对临床疑难问题进行精确的分析评估,对比分析研究,发现特异性数字征象,总结规律性经验,用于指导和拟定精准的手术或综合治疗方案,并验证其临床效果,挖掘新的问题,进一步转化,进入新一轮T1进行深入研究和改进。
简言之,就是将T1阶段研发出的数字医学技术成果进一步“推广应用,验证提高”。因此,该阶段是消化吸收再创新的重要阶段,内涵更加丰富,范围更加广泛,需要投入更多的人力、物力、精力、财力。也只有通过这一阶段,在T1产生出的数字医学原始创新成果才能得到真正意义上的印证和认可,为临床所接受,为病人服务,创造出巨大的社会效益和经济效益,实现转化医学的真正目的。在此阶段,由于临床医生最接近临床实际,最有利于及时观察、研究、探索、发现T1结果的时效性、准确性,因而应该可以发挥出创新性研究的更大潜能,更多的主观能动性。
临床医生在数字医学T2阶段担负的角色应该是T1阶段研究成果的临床实施者、推广应用者、对比研究者、归纳总结者。在这方面,已经有大量的研究报告得以证实,诸如我们在前面所提到的多个优秀团队的杰出工作。转化医学的第三阶段即T3阶段,是将实验与临床研究作为制定卫生法规的依据。T3是更高层次的转化,具有更重要的指导全局的意义。从数字医学实践探讨其含义,我理解就是要充分运用信息传递的快捷性、信息共享的便捷性等数字技术的优势,准确快速地汇集和分析各种资料,进行队列研究及RCT研究,为各项疾病的规范性诊治“指南”、“共识”的制定、医疗机构等级评定、医保的范畴决策等提供依据,以及通过高层次的行政管理、学术规范管理举措,进一步规范医疗行为,增强医务人员素质,提高临床诊治水平。简言之,“拟定规矩,规范行为”。临床医生在此阶段担负着更为重要的角色和任务,他们应该是数据采集者、资料分析者、标准制定者、依据提供者。例如,最近中华医学会外科学分会胆道外科学组应用现代数字医学影像学技术,包括3D成像分析技术,结合解剖学、手术学、病理学依据,制定了胆道疾病规范性诊断治疗文件,用以指导胆道外科临床,使数字医学技术成为开展规范性精准肝胆外科的有力支撑。综上所述,数字医学绝不仅仅是影像学专家、计算机专家、医学管理专家的事情,在数字医学T1、T2、T3相互转化的进程中,临床医生承担着重要的角色,是不可低估的中坚力量。同时,通过数字医学实践,使临床医生对病情的分析、治疗的决策由过去的经验决断转化为今天由信息技术支撑的精准决断,有助于提高分析、决策的精准性,从而使病人获得最佳的治疗效果。这不仅造福于广大病人,而且有助于提高临床医生自身素质,促进学术发展,规范医疗行为,更好地为病人服务。
临床医生在数字医学中如何胜任自己的角色?(1)具备多种知识,不断学习提高。临床医生要实现数字医学的转化医学理念,产生创新性研究成果,不仅需要掌握外科学、手术学、解剖学知识,而且要具备计算机学、信息学、影像学等多方面的知识,只有加强学习,不断进取,才有可能适应“知识爆炸”时代数字医学与临床医学相互交融、日益迅速的技术发展。(2)认真思考问题,凝练攻关靶标。创新性成果来源于创新性思维,而创新性思维来源于在看似平凡的临床现状中勤于发现现存问题,善于凝练科学问题。如果每天满足于完成日常工作,熟视无睹,得过且过,是不可能有所发现、有所发明、有所创造、有所前进的。(3)组织交叉团队,团结合作协调。一个人的技术水平再高,所具有的知识毕竟是有限的。临床医生充分认识自己在数字医学T1、T2、T3的角色,是为了更好地发挥主观能动性,主动进行基础研究与临床需求之间的相互转化,使病人直接受益,但应认识到数字医学是个多种知识交叉融合的前沿学科,单凭临床医生是难以完成复杂的整体研究工作的,应注重与其他学科专家的紧密联手,虚心向他们学习,尊重他们的创新思维,协调合作,共同努力,方能完成转化医学大业。(4)注重创新发展,勿忘主题目标。转化医学之所以被高度重视,是因为既往诸多耗费大量资金的基础研究难以付诸于促进临床医学发展、使病人受益的现实,因此,在进行数字医学创新发展的探索时,应时刻勿忘转化医学的根本宗旨,注重从临床找问题,为促进又快又好地精准诊断治疗、切实提高人民健康水平而解决问题,防止重蹈覆辙。