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从模糊到形式化:用AI规模化医院质量改进

From Fuzzy to Formal: Scaling Hospital Quality Improvement with AI

上下文与知识知识图谱

摘要

医院质量改进(QI)通过将高层级医院目标转化为可执行的方案,在优化医疗服务中发挥关键作用。QI的关键一步是识别关键的可改变贡献因素——我们称之为QI因素发现——通常通过鱼骨图、病历审查和精益医疗(Lean Healthcare)方法等专家驱动的半结构化定性工具完成。AI有潜力变革并加速QI因素发现,而这一过程传统上耗时耗资源,且在可重复性和可审计性方面受限。然而,当前的AI对齐方法假设任务定义良好,而QI因素发现是一个探索性、模糊且迭代的理解建构过程,依赖复杂的隐式专家判断。为了设计一个在形式化QI过程的同时保留其探索性成分的AI流水线,我们提出将该任务视为不仅学习LLM提示,还学习统领性的自然语言规范。具体而言,我们将QI因素发现映射到经典AI/ML开发流程的步骤(问题形式化、模型学习和模型验证),其中规范充当可调的超参数。领域专家与AI智能体迭代地共同完善统领性规范与AI流水线,直到AI提取结果与专家标注一致并与临床目标对齐。我们在一家城市安全网医院应用了这一“人机规范-方案协同优化”框架,以识别导致住院时间延长和非计划30天再入院的因素。由此得到的AI-for-QI流水线与专家标注达到了≥70%的一致性。与以往的人工精益分析相比,AI流水线效率显著更高,复现了既有发现,挖掘出新的可改变因素,并生成了可审计的推理轨迹。

从模糊到形式化:用AI规模化医院质量改进:论文配图
图 1:使用人工智能扩大 QI 因子发现需要承认它本质上是复杂的、探索性的和迭代的,专家需要不断学习。为了设计忠实于这一发现过程的 AI 管道,我们不仅需要调整 LLM 提示(右框),还需要调整有关确切问题和方法的高级规范,其结构为 AI/ML 开发过程的步骤(左框)。然后,在“人类-人工智能规范-解决方案协同优化”过程中,根据 QI 团队和人工智能代理的输入迭代调整高级规范和 LLM 提示,以优化双方(中间框)之间的一致性。