摘要
产科超声波（OBUS）被世界卫生组织（WHO）建议作为全球孕妇产前护理的一部分。为了更好地了解低收入和中等收入国家（LMIC）中OBUS的当前应用情况以及对人工智能（AI）辅助OBUS的潜在使用的看法，我们进行了一项匿名全球在线调查。共有176名受访者代表34个国家参与了此次调查，其中包括41%的医生、49%的护士或助产士和6%的超声技师。大多数受访者曾接受过OBUS培训（72%），报告有专业知识（60%）并对OBUS的使用有信心（77%），并且85%的受访者表示他们可以使用超声设备。评估孕龄、胎儿存活、胎位和多胎妊娠是最常见的OBUS用途，也是AI辅助OBUS开发的优先事项。大多数受访者认为超声设备的可获得性非常重要（84%），并同意OBUS可以改善护理质量（98%）和患者结果（97%）。对于AI辅助OBUS的使用，34%的受访者表达了担忧，主要集中在医护人员不了解技术（71%）、误诊（62%）和成本（59%）等问题上。更好地了解OBUS用户、孕妇及其背景，并确保AI辅助OBUS的负责任、可持续和包容性发展与使用，将是成功整合和实施的关键，也是增加OBUS可获得性的关键。
引言
作为常规产前护理的一部分，世界卫生组织（WHO）建议孕妇在怀孕24周之前进行一次产科超声波（OBUS）扫描，以估算孕龄、提高胎儿异常和多胎妊娠的检测率、减少因过期妊娠而引产的情况，并改善孕妇的产前体验。对于那些未能在早期进行OBUS扫描的孕妇，WHO建议考虑在后期进行OBUS扫描，以确定胎儿数量、胎位和胎盘位置。然而，由于各种物流、基础设施、人力资源和财务挑战，在许多资源有限的环境中实施和扩大这一建议受到了限制。尽管目前尚无可靠的全球数据表明有多少孕妇接受了OBUS检查，但由于便携性、耐用性、易用性和经济性的提高，超声波的使用正在增加，包括在低收入和中等收入国家（LMIC）。作为一种多功能和安全的成像技术，超声波在LMIC中最常见的应用是产科超声波。
然而，要获取和解释OBUS图像需要经过培训的医疗保健提供者，而这些提供者在LMIC的许多医疗环境中并不总是可用。为了帮助医疗保健提供者使用OBUS来识别和测量各种产科和胎儿特征和状况，正在开发和评估用于获取高质量图像并自动解释它们的人工智能（AI）辅助OBUS算法。特别是针对资源有限的环境，设计了AI辅助OBUS算法，以使新手用户能够评估和监测母婴健康，指导产科护理和决策。为了更好地了解LMIC中OBUS的当前应用情况以及对AI辅助OBUS的潜在使用的看法，我们进行了全球在线调查。
方法
在审查同行评议和已发表的科学文献以确定常见的OBUS用途后，我们在REDCap中开发并试点了一个包含23个问题的匿名在线调查，分为五个部分，即（1）受访者和（2）医疗机构的人口统计学信息、（3）OBUS培训和使用、（4）OBUS使用优先事项和（5）对OBUS和AI辅助OBUS的意见（附录1）。调查内容包括国家、受访者教育、当前角色以及医疗机构和超声设备的信息。还收集了有关OBUS培训、可获得性和用途的信息。受访者被要求选择五个在LMIC中最重要的OBUS用途，考虑到其普遍性和严重性。最后一部分询问了受访者对OBUS在护理质量和患者结果方面的重要性、AI辅助OBUS的潜在有用性以及他们对AI辅助OBUS的任何担忧或保留意见的看法。
该在线调查从2023年11月27日至2024年5月31日开放。我们通过多种策略定位潜在的调查对象。我们将在线调查链接发送给在LMIC提供孕妇护理的同事以及在LMIC从事OBUS培训的人员。我们通过在线搜索、产科会议以及各国的专业协会和网络联系了潜在的LMIC受访者（特别是按LMIC地区和国家划分）。我们还联系了在多次文献综述中识别到的论文的通讯作者，重点关注LMIC中OBUS的使用和研究（特别是按LMIC国家划分）。我们选择了具有LMIC OBUS使用经验的高收入国家受访者；在回答问题时，受访者被指示关注他们在LMIC中使用OBUS的经验。我们使用了世界银行的Atlas方法来区分LMIC和高收入国家。为了提高响应率，所有专业协会和调查对象都被要求将其成员和邮件列表分发或转发调查链接，并告知在LMIC提供孕妇护理的同事。未进行样本量计算。
使用R版本4.2.2对横断面调查结果进行了描述性分析，采用简单的统计方法。由于这是一项匿名调查，无法计算响应率。初步分析涉及检查数据结构并删除缺乏数据或仅包含人口统计信息的条目。然后分析列并计算适用的范围、均值和标准差，同时计算分类数据的计数和百分比。随后，数据按受访者的教育/培训和区域分组，并重新计算汇总统计数据、计数和百分比。最常见的用途和最高优先事项在这些组之间的分布使用条形图进行了可视化。未使用统计检验。该研究和知情同意豁免由华盛顿大学人类受试者部门审查，批准并认定为豁免，因为风险不超过最小限度。所有方法均按照相关指南和法规执行。
资金来源的作用
比尔及梅琳达·盖茨基金会并未参与研究设计、数据收集、数据分析、数据解释或撰写手稿；但受雇于Caption Health/GE Healthcare的共同作者对研究设计、数据收集和手稿审阅提供了输入。
结果
共有176名受访者参与了此次在线调查，代表了34个国家（图1），其中96%来自LMIC，包括63%来自非洲和32%来自亚洲（表1）。报告年龄的受访者的平均年龄为41岁（范围20至74岁），报告性别的受访者中有64%为女性。报告最高学历/培训水平的受访者中，41%为医生，49%为护士或助产士，6%为超声/放射技师。
图1
按国家划分的调查受访者。地图使用ArcMap 10.7.1创建（ESRI 2019. ArcGIS Desktop: Release 10.7.1. Redlands, CA: Environmental Systems Research Institute）。
表1 调查受访者
描述其医疗机构的受访者中，61%在医院工作，其中69%在三级或学术医院，28%在健康中心提供护理（表2）。更多的受访者在城市环境中工作的医疗机构（51%），而非农村（36%）或城乡结合部（16%）。更多的受访者在公立资助（77%）而非私立资助（31%）的医疗机构工作。85%的受访者报告在其当前临床环境中可以使用超声设备，11%报告没有超声设备。33%的受访者使用便携式超声设备（其中56%为手持设备），32%使用非便携式超声设备，35%两者都使用。使用的探头包括凸阵（68%）、线阵（44%）、腔内（35%）和多用途（24%）。关于存储，45%的受访者报告能够存储OBUS图像，44%存储在个人设备如计算机、平板电脑、手机和/或外部硬盘驱动器上，40%存储在图片存档和通信系统中，22%存储在电子健康记录系统中。值得注意的是，只有52%的受访者报告其工作地点有关于OBUS使用的政策和/或指南。
表2 医疗机构和超声设备
72%的受访者接受了OBUS教育和/或培训，其中56%还培训了其他人；28%的受访者报告未接受过OBUS教育和/或培训（补充表S1）。当要求受访者评估其OBUS专业知识时，60%认为自己非常或有些有经验，20%报告没有经验或有些没有经验，20%报告没有经验。当问及OBUS使用的频率时，58%报告每天使用，15%每周使用，6%每月或每隔几个月使用，16%很少或从未使用。关于其使用OBUS的能力的信心，77%感到有些自信、自信或非常自信。
关于其临床环境中使用OBUS的目的，当提供23个选项（包括添加其他选项的能力）时，最常选择的包括评估孕龄（92%）、胎儿存活（92%）、胎位（92%）、多胎妊娠（86%）、羊水量（84%）、宫外孕（81%）、前置胎盘或其他胎盘异常（79%）和葡萄胎（76%）（图2，补充表S2）。当要求受访者仅选择五种最高优先级的OBUS用途时，最常选择的是孕龄评估（79%）、胎儿存活（69%）、宫外孕（50%）和胎位（50%）（图2，补充表S2）。
图2
产科超声波用途和优先事项
超过90%的医生和超声技师使用OBUS评估孕龄、胎儿存活、宫外孕、胎位、羊水量和前置胎盘或其他胎盘异常（表3）。此外，母胎医学（MFM）专家和超声技师更频繁地使用OBUS评估胎儿异常和生长受限（补充图S1）。MFM专家（77%）比普通产科医生（52%）、其他医生（36%）和护士和助产士（13%）更多地使用OBUS进行手术。虽然护士和助产士在我们的调查中是最大的教育/培训群体，但与医生相比，护士和助产士在所有用途中使用OBUS的比例明显较低，除了终止妊娠。
表3 产科超声波用途按受访者教育/培训划分
当考虑最高优先级的OBUS用途时，评估孕龄是所有教育/培训群体中超过50%的受访者唯一选择的用途（表4）。除了评估孕龄，MFM专家还确定了多胎妊娠（69%）、胎儿异常（62%）、宫外孕（54%）和胎儿生长受限（54%）为最高优先级；普通产科医生还确定了胎儿存活（67%）和宫外孕（54%）；其他医生还选择了胎儿存活（69%）和阴道出血（54%）；护士和助产士还选择了胎儿存活（72%）、胎位（65%）和多胎妊娠（56%）为最高优先级（补充图S2）。比较来自非洲、亚洲和其他地区的受访者，最常见和最高优先级的OBUS用途相似（补充表S3）。
表4 产科超声波优先事项按受访者教育/培训划分
大多数受访者认为超声设备的可获得性非常重要（80%）或重要（4%），其余16%认为不太重要（表5）。在受访者中，绝大多数人强烈同意或同意OBUS可以改善护理质量（98%）和患者结果（97%）。当问及AI辅助OBUS在孕妇护理中的潜在有用性时，53%认为总是或经常有用，38%有时有用，9%很少或从不有用。当问及在临床环境中使用AI辅助OBUS的任何担忧或保留意见时，三分之二的人表示没有。对于表达担忧或保留意见的人，医护人员不了解技术（71%）、误诊（62%）、成本（59%）、患者不了解技术（47%）、医疗事故（43%）和滥用（43%）是最常见的。
表5 对产科超声波使用和人工智能辅助的看法
讨论
基于来自34个国家的176名受访者，包括母胎医学（MFM）专家、普通产科医生、其他医生、护士、助产士和超声技师，我们的全球在线调查显示，OBUS在低收入和中等收入国家（LMIC）中用于多种目的。大多数受访者报告其医疗机构中有OBUS可获得性（85%），并且他们曾接受过OBUS教育和/或培训（72%）；但只有52%的受访者报告其工作地点有关于OBUS使用的政策和/或指南。值得注意的是，几乎所有的受访者都认为OBUS对患者护理非常重要，同意或强烈同意OBUS可以改善护理质量和患者结果，大多数人认为超声设备的可获得性很重要，但16%的受访者认为不太重要。尽管令人惊讶，但这可能表明这些受访者认为即使没有使用OBUS也能完成工作。
总体而言，LMIC中最常见的OBUS用途是评估孕龄（92%）、胎儿存活（92%）、胎位（92%）、多胎妊娠（86%）、羊水量（84%）和宫外孕（81%）。我们的调查发现，OBUS用途因受访者的教育/培训水平而异，但地区差异不大（非洲与亚洲与其他地区）。可能是由于较少的接触机会、不同的培训和/或职责，护士和助产士使用OBUS的比例远低于医生。尽管OBUS被广泛视为产前护理的重要组成部分，但在LMIC设置中，超声设备和/或受过OBUS使用培训的医疗保健提供者并不总是可用或可访问，许多LMIC的孕妇无法获得OBUS。获取不平等已成为获得WHO推荐的OBUS的主要障碍。
为了帮助解决这些限制并使培训较少的医疗保健提供者能够使用OBUS，目前正在开发AI辅助OBUS产品，目标是增加公平性并确保所有孕妇都能获得OBUS。AI辅助OBUS有可能提高产前医疗服务和健康结果的可及性、准确性、可靠性、通用性、质量、效率、速度和交付。除了扩展资源有限、偏远或农村LMIC设置中没有高度专业成像技能的医疗保健提供者的可及性，AI辅助OBUS还可以带来重要的成本节约并改善护理公平性。
当要求选择哪些AI辅助OBUS用途（考虑到负担和严重性）是LMIC中开发的最高优先事项时，没有一个OBUS用途被所有受访者优先考虑。然而，存在一些共识，最常见的优先事项是评估孕龄（79%）、胎儿存活（69%）、宫外孕（50%）、胎位（50%）和多胎妊娠（44%），这与报告的最常见用途基本相似。尽管大多数受访者对AI辅助OBUS在患者护理中的潜在使用持积极态度，但34%的受访者确实表达了一些担忧或保留意见，特别是围绕不了解技术、误诊和成本。尽管更便宜的手持和AI辅助OBUS技术正在开发中，这些创新令人兴奋和充满希望，但这些担忧需要预见和解决。
要使AI辅助OBUS成为孕妇护理中有效和有用的工具，还需要克服几个局限性和挑战。除了技术挑战，还存在现有或新兴的风险，如AI系统的错误、偏见以及数据隐私和安全漏洞，可能导致患者伤害或加剧健康不平等。诸如医疗人员能力、维护、过度使用和滥用OBUS、医患沟通不良、患者诊断和护理管理等问题需要深思熟虑。尽管LMIC最有潜力受益于AI，但它们也最容易受到潜在危害的影响。AI辅助OBUS是一种工具，不能替代加强卫生系统。
尽管我们尝试广泛分发调查问卷，但我们未能充分触及某些子群体（例如超声技师、受训中的临床医生），可能无法充分代表这些群体；完成调查的受访者数量较少是一个局限性，可能会导致抽样偏差。此外，并非所有受访者都完成了所有调查问题的答案，有些问题的回答数量较少，进一步限制了普遍性。调查仅在网上提供并以英文进行，因此可能未包括无法轻松访问或不懂英文的受访者。调查未定义或提供有关AI辅助OBUS的信息，这可能是调查语言中的一个空白。鉴于调查格式和长度，我们无法深入了解某些回答以更好地理解。通过与广泛的利害关系人进行访谈和焦点小组讨论，将有助于捕捉更多全面和深入的见解，了解OBUS的使用、优先事项和对AI辅助OBUS的理解。
结论
作为常规产前护理的一部分，OBUS的使用在LMIC中正在增加；然而，许多人仍然无法获得。最常见的用途——评估孕龄、胎儿存活和胎位——也是这些受访者认为最应优先开发AI辅助OBUS的用途。更好地了解OBUS用户、孕妇及其背景，并确保AI辅助OBUS的负责任、可持续和包容性发展和使用，对于成功整合和实施这一潜在变革工具至关重要，也有助于增加OBUS的可获得性。
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