Quantifying Human-AI Workflow in Abdominal Ultrasound: A Prospective Randomised Crossover Study
这项前瞻性随机交叉研究表明，厂商集成的 AI 软件显著提高了超声科医生在进行腹部超声检查时的操作效率，并降低了其心理需求与体力消耗，尽管时间节省的幅度因操作者而异，且该技术是对工作流的重塑而非消除。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
超声成像是一种独特的医疗视觉形式。与照相机拍摄的照片不同，超声图像在熟练的人类操作者创造它之前并不存在。超声科医生必须将探头按在患者皮肤上，实时解读返回的声波，并不断调整机器以寻找正确的视图。这一过程既需要肢体的灵巧，也需要高度的精神集中。操作者必须决定观察位置、如何倾斜探头，以及何时冻结图像进行测量。由于这项工作高度依赖人类技能，因此很难通过规模化来满足日益增长的医疗需求。此外，这项工作所需的重复性动作和持续的专注力可能会导致执行扫描的人员出现身体劳损和精神疲劳。
为了应对这些挑战，医疗技术公司已开始将人工智能集成到超声诊断仪中。这些系统充当实时助手，在超声科医生工作时观察实时图像。它们可以识别特定器官，建议测量线的放置位置，甚至能计算诸如器官大小之类的初步数值。人们希望这些工具能帮助医生工作得更快、更轻松。然而，目前尚不清楚这些助手是真正减轻了工作量，还是仅仅改变了操作者的工作类型——或许是将体力活动转变为检查机器建议的脑力任务。
最近的一项研究旨在精确测量这种人机协作在腹部扫描背景下的运作方式。研究人员招募了32名健康成年人，并要求两名经验丰富的超声科医生对每位受试者进行两次扫描。在一场环节中，他们对上腹部进行标准的常规手动扫描，检查肝脏、肾脏和胆囊等器官。在另一场环节中，他们使用同一台机器，但开启了人工智能软件。这两场环节的顺序是随机分配的，以确保结果不会受到一天中不同时间段或特定患者的影响。为了捕捉工作的细节，团队使用安装在控制台上方的一个深度感应摄像头来追踪超音科医生的手部动作，统计每一次按键次数，并测量他们的手在控制面板上移动的距离。在每次扫描结束后，超声科医生还会填写一份调查问卷，对他们的心理和生理努力程度进行评分。
结果显示，人工智能确实改变了工作流程，尽管其益处具有针对性。当软件处于激活状态时，扫描完成时间比手动版本快了约52秒。这看起来可能是一个很短的时间，但在繁忙的诊所中，这会积少成多。更重要的是，与机器的物理交互显著减少了。在人工智能辅助扫描期间，超声科医生的按键次数更少，且在控制台上的手部移动距离减少了近五米。动作也更加平滑，较少出现剧烈的修正。这表明软件帮助操作者避免了一些通常会减慢过程的重复性搜索和手动调整。
尽管取得了这些速度和体力上的进展，但整体的工作量感并没有发生显著变化。当超声科医生对扫描后的总压力和努力程度进行评分时，手动扫描与人工智能辅助扫描之间的得分在统计学上是相似的。然而，深入观察细节会发现，所需努力的类型发生了转变。超声科医生报告称，使用人工智能时的心理需求和整体努力感较低。他们并不觉得节省下来的时间被一种新的、更重的负担（即检查机器的工作）所取代。相反，这种辅助似乎减轻了认知负荷，使他们能够更多地关注图像，而非测量本身的机械操作。
研究还强调，人工智能并不完美，需要人类的监督。在几乎每一次扫描中，超声科医生都必须对机器建议的测量值进行至少一次调整。软件偶尔会误识别器官，特别是那些外观相似或位置相邻的结构，例如胰腺和附近的血管。在这种情况下，超声科医生必须纠正标签或重新进行手动测量。这证实了该技术的功能更像是合作伙伴而非替代品；操作者仍需保持警惕，随时准备捕捉错误并验证数据。
最终，这项研究表明，人工智能可以使经验丰富的操作者在进行腹部超声扫描时更加高效且体力消耗更小。它减少了在控制台上的时间，降低了任务的心理压力，但并未消除对人类判断的需求。该技术重塑了工作，接管了一些常规的机械任务，同时将关键的决策权留给了超声科医生。至于这些改进能否转化为患者更好的医疗护理，将取决于该技术在处理更复杂病例时的表现，以及诊所如何利用节省下来的时间。就目前而言，证据显示，如果使用得当，这些数字助手可以帮助专业人员更轻松、更精准地开展工作。
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