宁光院士:AI原生医院

宁光院士：AI原生医院

在人工智能和生命科学蓬勃发展时，我们必须审视医学服务的能力、范畴、技术和方法，我们也必须思考“医院”这个古老的“以疾病为中心”的健康服务业态，如何从根本上成为“以健康为中心”的新范式，因此重新认识健康、重新定义医院成为必然。

人工智能进步不断升级甚至重塑医院乃至整个健康服务体系。大模型、垂类模型、AI增强、虚拟仿真和数字孪生已经极大提高对生命、对健康和疾病认识并变革诊治模式，医院大脑和物理模型重新塑造医院乃至健康管理服务体系、形成更便捷和高效的健康及医院形态，技术层面的不断迭代的量化正在孕育系统性变革，这就是“AI原生医院（AI-Native Hospital）”。AI原生医院不单纯是给已有医院系统赋能AI能力，而是让AI成为新型医院和健康服务体系的编码基因，从原始设计就以人工智能为底层逻辑自主构建具有自主感知并适应、主动决策并响应、持续进化并自驱的全新医院和健康服务体系。

生物医学的进步已经可以借助表观遗传时钟、血浆蛋白质及修饰组学结合代谢组学和基因组学，精准测量和计算人类生物学年龄，健康状态和变化趋势可以被精准定义追踪和预测。健康并非"有病/无病"的二元状态，而是疾病、愈后与Wellness间连续的生命谱系。生物学年龄乃至健康年龄相较日历年龄，成为更加精准标注个体在这条谱系上所处位置的标尺，个体增龄和衰老的速度并不一致，个体间体内器官的成熟和衰老速率、同一个体不同器官的成熟和衰老速率也差异明显。以量化（Quantitation)技术实现最细颗粒度的标注生命是生命谱系更清晰测量的基础，在瑞金医院已经实现电子病历、生命体征、医学影像、组学数据、诊治动态变化等海量多模态数据聚合，形成总计27万亿健康词元，数据从分散碎片升级为可关联可推理的“原子级健康数据”，也成为AI原生医院和健康服务体系的资源底座。这只是开始，随着对生命认识的不断深入，丈量尺度将更加精细，维度将更加多元，个体生命的坐标系将进一步放大，健康的颗粒度也会更加细致，集聚足够的健康词元，并建立足够量的智能体，同时有足够大的大模型，就可以建立精准完善的数字生命量化坐标系，在生物学、生理功能、心理与认知、时空转换、社会功能、行为生活方式和环境七个维度上，打造真正有生命力的"数字人"。

AI原生医院初级版应该是按照目前成熟医院运营模式，建立一个完全由智能体和具身机器人相互链接的虚拟现实医院。如果设想一家千人门诊量、五百张床位医院，首先，我们需要有主流大模型本地化部署结合根据医院既往经验和数据建立的垂类模型，建设医疗MaaS平台，即形成医院的本体（Ontology)，本体是一个可以根据医疗数据、指南、经验等并结合生命科学、药物学等进展可自我迭代的医院本体，由于本体不仅依据已有的公开的知识，而且与实体医院已具有和不断增加自我产生知识结合，因而即具有普遍性也具有自身特色，不会导致AI原生医院的同质化。本体决定了一个医院健康服务的广度和深度。构建医院各环节的智能体，即“数字员工”，在目前可以按照现行医院的员工布局方式构建多能多样智能体，应该覆盖医院所有流程，并置于具身智能机器人、墙壁、地板、床铺等不同医院硬体部分，按照不同的医院服务单元如病房、门诊、手术室、药房、放射和病理等搭建集群式智能体，成为深度感知和秒级反应的区域性集群智能体，顺畅协同完成医疗动作。智能中枢(Harness)，也就是原来常说的H大脑（Hospital Brain)，完成医院工作的协调一致。在一家AI原生医院，Harness大概具有五大功能，一是记忆中枢，其功能是所有智能体按照统一事由工作，防止不同智能体给予同一病症不同治疗；调度引擎，自主调动不同智能体协调工作，而无需指令，但可以被指令纠偏，实现医院内的“无人驾驶”；工具总线，以function calling连接医院已有的HIS、PACS等互联网和物联网系统；模型路由，即任务指派功能；人机接口，主要是虚拟与现实的结合，如必须由医生和护士完成的工作如何分配和衔接，在这个过程中不仅要有医疗行为执行者如医生护士的镜像即分身智能体，患者也需要镜像，即数字分身、健康及病程孪生（时空转化健康数据）；审计纠偏，由于完全互联网和人工智能化，留痕并纠偏即可随时发生，避免可能发生的医疗偏差。因此构建人工智能新基建（AI-Infrastructure)势在必行。即智能算力中心，500P FLOPS多元异构算力的秒级弹性调度，显著提升token吞吐率与算力利用率。但进一步应医院场景下开展万亿参数大模型探索，完成从百亿级向万亿级的参数跨越，在复杂临床推理与医学长链路工作流上实现能力突破。在医疗可及性上，传输技术的进一步提高已经为我们搭建了为远在千里之外患者提供服务的“医疗高速公路”，使得医疗可及性明显提高。

量化健康使我们可以精准测量个体生命并精细的适应健康。在AI逐渐深入到医疗活动各环节时，我们可以预见的未来是建设完全基于AI理念构建的医院或称健康服务体系。将人工智能在架构层面深度嵌入建筑空间与基础设施，依托"操作系统级"智能中枢，为患者服务、临床医疗和运营管理提供无感化自主智能服务。让AI成为医院新的基础能力、运行逻辑与智能伙伴。那时，医院就不是医院，而是健康服务体系的一个重要节点，而医生亦非医生，成为每个人的健康陪伴者，整个健康服务体系将不会受空间、技术水平等制约，让健康服务能力抵达更远方。医院将不再是"生死离别"之地，而成为人生健康的驿站、病患温暖的港湾——未来的医院，将成为每个人皆愿意光顾的"健康公园"。