2018基于大数据微信聊天机器人在癌症患者随访中的设计和应用研究进展

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　　[摘要] 本文对基于微信开发的聊天机器人进行相关研究，尝试建立癌症患者随访和居家康复护理指导的数据库，并将数据库与微信聊天机器人相结合，将微信聊天机器人应用于癌症患者随访中，以方便患者自我管理，降低患者对医护人员的需求。
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　　[关键词] 癌症；居家康复；护理服务；聊天机器人
　　[中图分类号] R73；TP242 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2017）30-0164-05
　　[Abstract] This paper studies the chat robots based on WeChat development， and tries to establish a database of cancer patient follow-up and home rehabilitation nursing guidance， and combines the database with micro-chat chat robot and applies WeChat chat robot to cancer patients， to facilitate patient self-management and reduce the demand for medical staff.
　　[Key words] Cancer； Home rehabilitation； Nursing services； Chat robots
　　我国肿瘤登记中心发布的《2012中国肿瘤登记年报》显示，每年新发肿瘤病例约为312万例，平均每天8550例，全国每分钟有6例被诊断为癌症[1]。而目前绝大多数癌症尚不能完全治愈，且易复发、易转移，癌症患者离开医院后，大多需要接受医护人员提供的随访、居家康复治疗和家庭护理指导，但目前肿瘤专科的医护人员短缺，院内患者已经应接不暇，难以为居家患者提供及时的康复和护理指导[2-6]。
　　随着移动互联网的发展，越来越多的居家癌症患者有问题时，在互联网上寻找答案，但网络上的答案和信息良莠不齐，容易误导患者，殆误病情。因此，通过整合专业渠道获得可靠的知识数据，采用智能化的手段精准地推送?o癌症患者；在患者主动咨询时，能够搜索准确的信息回答患者，同时可以将患者提供的信息和状况及时反馈给医护人员，便于医护人员收集和跟踪宝贵的病例资料[7-11]显得尤为迫切。为此，本文尝试搭建癌症患者随访和居家康复护理指导的数据库，并将数据库与微信聊天机器人相结合，将微信聊天机器人应用于癌症患者随访中，以方便患者自我管理，降低患者对医护人员的需求。
　　1 聊天机器人
　　聊天机器人是一种通过人类的语言文字同用户进行交流和对话的智能系统，目前已经广泛应用于商业和服务业领域，如在银行客服机器人可以为客户解答一些简单的业务问题；京东淘宝等电商平台的机器人可以为客户推荐商品，开展商品的售后服务。聊天机器人不仅仅是机械地回答用户提问，还可以进一步和用户进行人性化的交流，它能够像朋友一样理解用户的需求[12，13]。因此将聊天机器人用于癌症患者的随访，以及居家康复和护理的指导，不仅可以满足更多癌症患者的康复护理指导需求，并可以大大减轻医护人员的随访工作量，重复利用专业知识，具有重要意义。
　　应用于癌症患者随访的聊天机器人是一种帮助用户获得所需信息和知识的信息获取型机器人，或称为检索机器人，用户对它的功能要求比较严格，主要表现在要求机器人提供信息的相关性、可靠性和准确性，有时可能还要求机器人去直接完成某件相关任务[14，15]，如医院预约挂号、预订药品、给主治医生或护士留言等。本文主要研究的是信息获取工具型聊天机器人在癌症患者随访中的应用。
　　2打造癌症患者随访机器人
　　2.1 癌症患者随访机器人设计
　　目前微信是智能手机上使用最广泛的一个APP，为了方便用户（癌症患者和家属）的进入和使用，我们希望用微信作为媒介，使用语言分析技术作为后台，实现癌症患者随访的功能。虽然微信已经提供了公众号作为与用户交流的平台，但公众号有较大的限制，如不能每天给用户发送个性化的消息，不能主动发起对话，这不能满足随访癌症患者的功能需求，因此我们使用基于普通的微信账户做后台机器人的方法。微信的网页协议是公开的。通过使用谷歌浏览器Chrome，对微信web端（https：//wx.qq.com）通信协议进行分析，大致交换简图见图1。
　　其次，微信web段分几次加载信息：
　　a）加载二维码，用于微信app扫描登陆；b）等待微信登陆成功；c）微信初始化，在这一步中获取 SyncKey，User 后面的消息监听用；d）获取联系人列表。
　　当这些步骤完成后，web端进入消息模式，也就是说可以开始和用户对话。微信是分别通过获取新消息和发送消息来完成对话的：webwxsync获取新消息，webwxsendmsg发送消息。其中对本项目比较重要的是获取联系人列表以及接收和发送消息。见图2、3。
　　2.2 数据库的建立
　　要为癌症患者建立合理的随访机制，并且提供相应的服务，还需要建立癌症患者康复和护理知识数据库，由于每位癌症患者的病症、病程阶段以及治疗方法都不相同，随访的关注点也是不一样的，为实现个性化的精准的机器人随访服务，需要建立随访的癌症病种、常见问题答案等相关的数据库，数据库设计简述如下。见表1～5。
　　2.3分词和专业词汇以及同义词数据库
　　机器人准确地回答患者的问题，必须要便捷地从患者的对话中找出关键信息，因而还需要寻找一个可以使用的中文语义解析器。因为中文不同于英文等西方语言，没有空格作为词的间隔符号，我们需要合适的分词工具，将患者聊天文字语句先分为可以进一步分析的单词。通过文献比较，清华大学自然语言处理与社会人文计算实验室研制推出的一套中文词法分析工具包THULAC（THU Lexical Analyzer for Chinese）[16]，具有中文分词和词性标注功能。THULAC具有能力较强、准确率较高和速度较快等特点。   　　由于分词工具本身也是使用词库训练得到的，其准确识别癌症患者随访任务中的相关词汇需要建立一个癌症相关的专门词库。以人工的方式建立癌症专业词汇数据库的工作量很庞大，并且数据库不会自动添加和识别新词。专业词汇经常出现在学术文章中，因此可能通过词分词后两个词之间的距离，来寻找这些专业词汇之间的相关性，并且统计这些词语在不同的文章中出现的频率来确定这是否是一个专业词汇。比如，“闪光侦检器”这个单词在肿瘤相关的文章中联合出现的比例约为96.67%，但是出现在其他文章中的距离基本都超过10以上，也就是说，如果闪光和侦检器两个词连在一起出现时，就可以认为是一个词语。同样的情况也大量出现在肿瘤相关领域内的专业词汇。类似的新词发现方法可以参考“基于微博内容的新词发现方法”[17]。首先通过网上现有的专业词汇和学术文章建立起一个基础的专业词库，然后再通过每天对于新出现的学术文章再次处理，并将患者对话中的语言进行二次分析来找到新词。
　　发现同义词的过程对患者特别有用，因为绝大多数患者都不是专业人士，提问时常用日常词语而非专业词汇，比如：辛辣食物为专业词汇，但是患者可能说：辣的、刺激的、大料等。这次词汇必须再一次通过分析方法，作为近义词发现并保存到词库中。其流程见图4。
　　上图中，词库1.0和1.01的区别就是通过计算后，得到新的词库；下一次就会使用V1.01替换V1.0，生成后即为V1.02
　　2.4知识数据库
　　为了确保知识的准确性，机器人回答问题搜索到的专业知识和常见问题来自于两个渠道，一是专业书籍内容的整理，将近年来相关癌症照护和康复相关内容的书籍和患者教育资料，整理成数据库；二是找到肿瘤专科的医护工作者，向其收集患者常见的问题，并让其从专业角度提供这些问题的答案。另外，由于癌症患者照护有很重要的一方面，即心理护理，因此机器人回答问题的方式和语气，也是数据库知识的一部分，因此知识数据库的语气拟人化非常重要，所有的知识内容都必须经过审核。
　　2.5机器人的使用
　　在阿里云上，简单地实现了这个随访机器人问答的功能，具体流程：①微信机器人收到用户的问题；②去数据库寻找是否是已知用?簦虎鄹?据用户历史数据分析用户问题；④找到问题中的关键部分；⑤去数据库寻找答案；⑥如果有答案则返回给用户，本次对话结束；⑦如果没有，去数据库找是否有备选答案；⑧返回结果给用户；⑨新词发现，将新词加入到分词训练词库。见图5。
　　3 聊天机器人在癌症患者居家康复和护理中的应用
　　癌症疗程长、费用高，大多数患者或家属对疾病认识不够，谈癌色变，部分患者失去信心、耐心，使治疗半途而废[18]。因此癌症患者除在医院进行的前期系统治疗外，对于出院后的家庭治疗，康复和护理也相当重要，包括定期复查、遵医嘱服药、培养良好的生活习惯、心态平和等[19]。但是，由于我国肿瘤专科医护人员缺乏，患者出院后，医护人员不能及时随访，癌症患者及其家属缺少专业知识，患者的问题和困惑不能得到及时解决，患者容易消极治疗，不能定期复查，有的甚至迷信偏方，延误病情，殆误治疗时机[20-23]。因此居家治疗、康复和护理的过程中遇到许多问题和困惑，如果有可靠的渠道获取相关信息，可以协助解决患者的问题，能够增加患者治愈的信心，保持良好情绪和心态[24，25]。随着微信的普及和机器人技术的推广，微信聊天机器人可以在癌症患者随访中发挥更大的作用。
　　3.1利用机器人向患者和家属进行疾病知识宣传
　　根据机器人加患者（或家属）好友时收集患者相关资料（必要时发送相关情况调查表），对患者进行分类，主动发起会话，以聊天的方式向患者或家属开展健康教育，强化其对恶性肿瘤的认识，介绍肿瘤的发病机制、治疗方式、治疗目的及预后、终身随访的必要性及随访时间要求。同时根据时间进程、患者回答时的关键词，进行数据分析，调整健康教育的内容。
　　3.2利用机器人对癌症患者和家属进行心理干预
　　部分患者得知自己是癌症时，失去战胜疾病的信心，整日提心吊胆地“等待转移或复发”，消极生活，不愿参加社会活动，此时更需要倾诉和鼓励。机器人可以不受时间和空间的限制，代替医护人员随时随地陪患者聊天，收集其心理动态，耐心解答患者提问，在数据库中增加正能量、鼓励和幽默的词语，在聊天中鼓励患者积极参与家庭或社会活动，树立其战胜疾病的信心。患者感到聊天机器人很有趣，可以感受到被重视和关爱，对战胜疾病的信心大增，平常不愿讲的话或对疾病的困惑此时都会倾诉出来，向机器人求助。
　　3.3机器人解答患者关于康复和护理的问题并进行生活指导
　　癌症患者出院后，机器人应根据患者的情况主动发起会话，向患者介绍有关康复知识，如向化疗患者介绍脱发时的头发护理、胃肠道反应重者呕吐者的饮食增补；放疗患者放疗区域皮肤护理，避免刺激和摩擦，用温热的水和温和的肥皂清洗，穿纯棉的宽松衣服，注意防晒和避免接触很烫和很凉的东西；乳腺癌手术患者循序渐进地进行患侧上肢康复性锻炼等。除此之外，患者在遇到问题时，可以向机器人提出问题，机器人会提供及时而准确的答案。让机器人主动发起会话，叮嘱患者改变生活方式，增强抗癌功能，也是防治肿瘤的重要方法。根据患者自身的情况，向部分有不良生活嗜好或习惯的癌症患者主动宣教或设置提醒，鼓励患者养成良好的习惯，生活规律，多参加一些有益的活动，戒烟酒，少吃不健康食物 ，多食蔬菜水果，适当运动等。
　　3.4利用机器人对患者进行服药指导
　　某些患者出院后不遵医嘱服药，乱停药，有些盲目服用补药、偏方，可以设置机器人定时提醒患者服药及服药的种类、名称和数量，利用机器人发起会话，提醒患者到正规的医院复查开药。机器人可以向患者发送调查表或者询问患者每次用药情况，并收集相关信息，以报表的形式反馈给后台的医护人员。患者提问关于药品的问题时，机器人向患者介绍所用药物可能出现的副作用及注意事项，提醒患者正确对待药物的副反应，必要时去医院就诊。   　　4小结
　　随着癌症患者的不断增加，癌症患者的随访、管理、健康教育和康复护理等需求急剧增加，现有的专业医护人员难以满足癌症患者的多元化需求；机器人可以部分替代专业技术人员，在满足癌症患者需求方面发挥作用。本文仅在癌症患者宣教、心理干预、康复护理指导和用药指导等方面进行了探索，随着信息技术的进步，机器人未来可以在满足癌症患者需求方面发挥更大作用。
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　　（收稿日期：2017-07-17）