克利夫兰诊所如何利用数据、分析和人工智能在医疗领域进行创新

在他的发人深省的2023年著作中，即将来临的浪潮AI领域的先锋穆斯塔法·苏莱曼指出，人工智能在现代医疗保健中的应用可能是AI发展对人类所能做出的最大贡献。我在去年写过关于几位医疗保健领导者如何……梅奥诊所和圣路易斯华盛顿大学医学院—正在将其人工智能能力整合到其流程中。

克利夫兰诊所是一家非营利性、多专科的学术医学中心，在美国乃至全世界都因其专业技术和护理水平而受到认可。位于俄亥俄州克利夫兰市，该诊所以四位著名医生于1921年创立，并以合作、同情心和创新为基础提供卓越患者护理为愿景。克利夫兰诊所开创了许多医学突破包括冠状动脉旁路手术和美国首例面部移植。

克利夫兰诊所全球共有81,000名员工，其中包括5,743多名领取薪资的医生和研究人员以及20,160名注册护士和高级执业提供者，涵盖140个医学专科和亚专科。克利夫兰诊所是一个拥有6,690张床位的医疗系统，包括位于克利夫兰市中心附近的占地173英亩的主要校区、23家医院和276个门诊设施。2023年，克利夫兰诊所医疗系统的门诊就诊量达到1370万人次，住院及观察病例数为32.3万例，手术和操作程序总数为30.1万例。

数据、分析和人工智能领导力的组织建设

我最近与克利夫兰诊所负责通过数据、分析和人工智能创新医疗保健的领导者进行了交谈。罗希特·钱德拉博士是克利夫兰诊所以及首席数字官。在这个职位上，他负责信息技术，其中包括数据、分析和人工智能，并领导整个克利夫兰诊所全球卫生系统的数字化创新。 （注意：原文中的“Dr. Rohit Chandra is Executive Vice President and Chief Digital Officer at Cleveland Clinic.” 可能存在排版或表述上的小问题，“以及”之后缺少部分信息。如需翻译保持与英文原文完全一致，可以这样处理：“罗希特·钱德拉博士是克利夫兰诊所的执行副总裁及首席数字官。”）

钱德拉博士评论说：“克利夫兰诊所认为人工智能在医疗保健领域有着巨大的前景，因为它能够改善患者的护理并简化医护人员的工作。”他继续说道：“我们认为，谨慎地实施AI将使我们能够为更多需要帮助的患者扩大医疗服务范围，并且以更高的安全性和质量提供更好的就医体验。”钱德拉博士补充说：“我们也相信它将提高我们的临床医生的效率，让他们有更多时间照顾病人。”但他告诫说：“然而，在实施过程中我们需要非常小心。”

向钱德拉博士汇报的是克利夫兰诊所的首位首席分析官阿尔伯特·马林耶斯、首席信息官莎拉·哈切特、首席信息安全官瓦古尔·泽亚诺沃，以及领导团队中的最新成员本·沙夏阿尼博士。沙夏阿尼博士于2024年8月12日被任命为克利夫兰诊所的首位首席人工智能官，负责指导整个克利夫兰诊所在健康系统中的人工智能应用。他此前曾在SiriusXM和Pandora担任科学、机器学习和产品分析高级副总裁，自2021年以来一直任职于此。

沙夏哈尼博士将与临床领导和数据科学家紧密合作，推动克利夫兰诊所的人工智能愿景，即变革医疗保健的提供方式。作为首席人工智能官，沙夏哈尼博士将负责开发并执行企业级人工智能战略，重点关注人工智能可以助力患者护理、医护人员体验以及组织效率转型的机会。在这些努力中，将确保人工智能的应用首先注重安全，并遵守行业监管要求、伦理考量及数据安全最佳实践。

作为首席分析官，Albert Marinez负责支撑良好人工智能所需的数据和分析基础设施。Marinez之前曾在盐湖城的Intermountain Healthcare和丹佛的Swisslog Healthcare担任类似职务。他表示：“我们的职责是拥有世界上最优秀的医疗数据、分析和人工智能能力，我们对此非常重视。”Marinez指出：“我们正在探索AI如何增强患者访问世界级医疗服务的机会，并为临床医生配备先进科技，使他们有更多时间与病人相处。”

Marinez进一步解释说：“我们的首席分析办公室和首席人工智能办公室负责建立卓越中心，支持和赋权诊所内的各个团队，并提供卓越的运营价值。”Marinez补充道：“我们设立了一个数据分析执行委员会，以确保数据定义和使用的一致性。我们全面管理我们的数据资产，结合网络安全、合规性、分析和法律，确保我们尽可能地利用数据。”

通过教育和参与建立人工智能文化

克利夫兰诊所致力于在各级组织内进行数据和人工智能教育，这一承诺通过最近举办的第一届年度分析与人工智能峰会得到了体现。参会者包括1000名参与者，其中超过100名医生代表了组织的每一个主要部门。该峰会上举行了数十场教育会议，包括预录视频、现场会议以及赋能联合团队的活动。

克利夫兰诊所的领导层已经接受了人工智能，并鼓励所有员工参与其中。Marinez评论说：“我们将AI整合到组织中的策略包括将其嵌入我们的文化DNA中。这包括教育我们的医护人员了解AI，并展示我们正在实施的创新解决方案及其改善患者护理和运营效率的潜力。”

Marinez进一步阐述道：“通过营造一个促进探索并提供必要工具和支持的环境，我们使我们的临床医生能够以有意义的方式试验和应用人工智能。这种激励内部创新的承诺体现了我们致力于培养一种持续学习、合作和创新的文化。”他补充说：“这一步对于产生新想法至关重要。”

为了在克利夫兰诊所利用人工智能，该组织成立了一个AI工作组。Chandra博士评论说：“人工智能正在迅速发展，虽然它有潜力进行变革，但我们必须确保在临床环境中使用的人工智能是安全、无偏见的。”他进一步解释道，“AI工作组是一个多学科团队，负责监管我们的AI工作，以确保我们能够道德地、负责任地和安全地使用AI。”

AI工作组旨在为克利夫兰诊所的AI工作带来战略重点、一致性和透明度。该工作组开展包括评估算法的质量、伦理和偏见在内的活动，旨在缓解健康不平等并确保负责任地使用人工智能。Marinez指出：“在前进的过程中，伦理考量至关重要，AI应用必须是公平的、透明的和可问责的。”

AI应用场景来源于克利夫兰诊所健康系统内的多个领域，包括各种不同的临床区域。在决定推进哪些项目时，一个由跨学科领导者组成的专门团队会根据一系列标准来评审这些想法，包括潜在影响、技术成熟度和业务案例的可行性。

Marinez解释说：“我们建立了一系列数据科学‘章节’，旨在连接和召集更多的感兴趣的研究人员来讨论、辩论并创造新的应用场景，以便提交给AI工作组。”他继续说道：“这些团队围绕特定主题（例如大语言模型）而设立，并将帮助组织深入研究某个特定领域，从而促进创新并将合适的应用场景推向前进。”

通过指导复杂的脑手术在患者护理中应用人工智能

克利夫兰诊所设想了人工智能在患者护理方面取得突破的方式。人工智能和机器学习正在重新定义大量患者数据的解读方式。一个新兴的应用是使用人工智能指导复杂的脑部手术，从而实现更精确的癫痫手术规划。

克利夫兰诊所的癫痫团队正在使用先进的成像技术和人工智能来帮助定位癫痫发作的源头。癫痫发作是由大脑异常电活动引起的，因此神经学家需要找到这种异常活动的位置。脑部病变可能是导致癫痫的原因之一，移除这些病变可以为患者提供治愈癫痫的机会。该团队使用AI算法分析每个患者的MRI数据，并将其与大量健康对照数据进行比较，以精确确定细微脑部病变的位置。

通过了解确切的起源，神经外科医生可以更精确地移除与癫痫发作相关的脑组织，这有助于患者不再出现癫痫发作。专家们能够从人工智能辅助的高级成像中获取图像，从而更好地识别传统MRI上无法看到的癫痫病变。这对于那些难以定位癫痫起源的患者以及那些有多处广泛病变且传统MRI不能提供进一步定位线索的患者非常有帮助。

克利夫兰诊所团队也在主导一项基于信号动态的创新方法，利用先进的神经工程技术和机器学习算法来研究颅内脑电图记录。这种方法旨在通过人工智能技术改进对早期癫痫发作起始和扩散过程中涉及的大脑网络的可视化和识别，从而更好地指导手术决策和规划。

伊琳·王博士，克利夫兰诊所癫痫中心的工作人员科学家和研究总监评论道：“一个有用的AI模型可以通过改善癫痫发作的结果并增加被视为潜在治愈性手术合适候选人的患者数量，在全国乃至更广泛的范围内产生持久的影响。”

利用人工智能提高运营效率、研究和药物发现的能力

克利夫兰诊所看到了多个利用人工智能提高运营效率、研究和药物发现的机会。

在运营效率领域，克利夫兰诊所通过与Palantir合作创建虚拟指挥中心，将人工智能应用于更智能、更高效的业务运行。该虚拟指挥中心利用实时数据为各个团队提供医院当前和未来状态的统一操作视图，更好地预测床位可用性、患者入院情况、人员配置水平以及等待时间，从而为患者提供更大的访问便利。

使用虚拟指挥中心，克利夫兰诊所现在可以准确预测未来24小时内将有多少病人进入医院，并能更好地制定人员配置计划。在过去的一年里，克利夫兰诊所在主校区的日住院转院人数增加了7%。这使得患者能够更快地获得所需的护理。

AI也将使护理人员花费更少的时间输入数据和从系统中检索数据，而有更多时间照顾病人。克利夫兰诊所目前正在试点使用环境监听软件。这种人工智能技术可以聆听患者的预约并直接生成医生的记录进入医疗档案。虽然医生仍然需要审阅这些笔记，但与每次就诊后所需的传统数据录入相比，该工具为临床医生节省了宝贵的时间。

人工智能正在以多种方式加快医学研究的步伐。一个例子是利用人工智能进行药物发现。在一个研究实验室里，科学家们使用高性能计算和人工智能算法分析海量数据，寻找潜在的新药或现有药物，以帮助患有各种疾病的人。

通过智能计算机系统和其他分析工具，克利夫兰诊所的研究人员搜索人类基因序列和现有药物分子靶点的数据库，以揭示这些药物可能如何治疗阿尔茨海默病等复杂疾病。这些研究人员正在使用人工智能算法来分析大量关于美国食品药品监督管理局批准的药物的数据，以发现它们是否对其他具有挑战性的疾病有效。

改善人工智能时代的医疗保健

回顾人工智能时代的医疗保健，克利夫兰诊所的马林兹宣称：“我们现在就在做！我们正在大力投资新的和新兴的人工智能角色，并巩固现有的运营。”他继续说道：“此外，我们不断开发新的AI应用程序，扩大成功的试点项目，并与外部合作伙伴（如科技公司和学术机构）合作，利用他们的专业知识和资源。”

Marinez进一步解释说：“我们与外部创新者的合作遵循一些关键原则。我们寻找能够解决真实挑战并符合伦理标准且无偏见的解决方案。”他继续说道：“我们专注于识别高价值应用场景，这些场景中AI可以在提高护理人员的工作效果方面产生重要影响，无论是改善患者结果、增强诊断准确性还是提高运营效率。这种关注帮助我们将资源和精力集中在最具潜在效益的领域。”

这些联合努力确保克利夫兰诊所不仅保持在医疗保健创新的前沿，还制定了采用和应用人工智能以提升患者护理和运营卓越的标准。Marinez总结道：“这种方法强调了我们致力于引领医疗技术发展的承诺，不仅仅是跟上变化的步伐，而是推动变革，开辟新的道路，并通过持续创新和合作塑造未来。”