臨床決策支持系統(tǒng)(CDSS)并非新事物,在個人電腦興起的時代,便有有心者看到了計算機輔助診斷的價值,試圖用程序構(gòu)造一個虛擬“醫(yī)生”,美其名曰“專家系統(tǒng)”。
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但那時簡單數(shù)據(jù)的一一映射并不能解決復雜的醫(yī)學問題。俗話說,醫(yī)診講究“望聞問切”,需要醫(yī)者通過多感官多渠道的信息獲取,加之邏輯的判斷,才能得到有效的答案。只是通過患者簡單的主訴,而不能將患者年齡、身體狀況、既往病史進行綜合判斷,這樣的“診斷”不過是碰碰運氣罷了。
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近50年過去,當年的專家系統(tǒng)幾經(jīng)迭代,已經(jīng)從最初功能單一、關(guān)系獨立的查詢式系統(tǒng)逐步集成于臨床系統(tǒng)中。在知識方面,過去配置固定、硬編碼的知識體系已經(jīng)發(fā)生改變,如今的CDSS定義更加寬泛,注重于醫(yī)生通過臨床數(shù)據(jù)分以提升醫(yī)療質(zhì)量,在這個過程中,知識表達開始趨于標注化,知識共享也變得可以配置。
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當前的CDSS發(fā)展應該抓住三個關(guān)鍵:一是數(shù)據(jù)驅(qū)動,將醫(yī)療過程中產(chǎn)生的健康數(shù)據(jù)有效利用起來,挖掘其中的邏輯與規(guī)律;二是可配置,在知識可配置的基礎上實現(xiàn)內(nèi)容可配置、流程可配置;三是??苹ㄟ^不同醫(yī)院不同科室的個性化數(shù)據(jù)形成契合精細場景的CDSS。
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如果說前兩項方向確定了CDSS發(fā)展的精度,那么第三項??苹瘎t是拓寬了市場的寬度,也正因為此,諸多玩家正涌入其中。
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哪些企業(yè)駛?cè)肓诉@一賽道?
數(shù)年之間,有眾多上市公司與創(chuàng)業(yè)公司投身其中,其中不乏零氪科技、嘉和美康等獨角獸,騰訊、百度等互聯(lián)網(wǎng)巨頭,也有惠每科技、森億智能等等頗具實力的初創(chuàng)企業(yè)。
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2018年11月,騰訊獲得“數(shù)字診療裝備研發(fā)”重點專項,開發(fā)人工智能輔助臨床決策支持系統(tǒng)AIACDSS,成為第一個闖入這個領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)巨頭。
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僅僅過去四月,百度低調(diào)控股北京康夫子科技技術(shù)有限公司,并把醫(yī)療相關(guān)業(yè)務收歸如今的靈醫(yī)智惠旗下。截至收購時間,后者已在CDSS方向上深耕了近4年,相關(guān)的產(chǎn)品也裝進了幾十家基層醫(yī)療機構(gòu)。
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通過對相關(guān)領(lǐng)域進行掃描,動脈網(wǎng)發(fā)現(xiàn)了30家存在獨立CDSS 業(yè)務或項目的企業(yè)(許多信息化上市公司及信息平臺公司存在相關(guān)技術(shù)及服務,但沒有單獨設立產(chǎn)品,這里未做統(tǒng)計)。從規(guī)模來看,大部分企業(yè)位于B輪融資前,不到1/3的企業(yè)為上市公司。
?存在獨立CDSS業(yè)務的醫(yī)療企業(yè)(不完全統(tǒng)計)
數(shù)據(jù)來源于動脈橙數(shù)據(jù)庫、企查查
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由于醫(yī)療信息化市場的高度分散化,創(chuàng)業(yè)公司的占比仍存在低估,尤其是部分僅將業(yè)務局限于本地范圍的信息化廠商,難以進入統(tǒng)計。不過,這些統(tǒng)計之外的企業(yè)仍能從中國招標采購網(wǎng)上的醫(yī)療信息化產(chǎn)品采購項目中尋得相關(guān)蹤跡。
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從業(yè)務角度上來看,開發(fā)全科版本的CDSS系統(tǒng)以服務基層仍是眾多企業(yè)的首選,總計18家企業(yè)將其作為研發(fā)目標,另有13家企業(yè)開始選擇開發(fā)??祁怌DSS,比較成熟的產(chǎn)品現(xiàn)有VTE 、心梗,以及兒科相關(guān)產(chǎn)品等。
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全科CDSS與??艭DSS研發(fā)路徑、研發(fā)邏輯、市場規(guī)模的差異無疑是造成企業(yè)方向分離的主要原因。以同等投入來看,同樣一套全科版本的CDSS能夠在試點成功后迅速推入下一個區(qū)域,而專科版本的CDSS想要開拓新的場景,就必須重新對新場景的醫(yī)生習慣、臨床路徑、數(shù)據(jù)特征等因素進行分析,這意味著企業(yè)需要耗費更大的精力,才能打造一個可能被醫(yī)生所接受的產(chǎn)品。所以,擁有數(shù)據(jù)優(yōu)勢的上市公司,如騰訊、百度、科大訊飛更傾向于構(gòu)建知識圖譜解決基層問題,而非專研臨床解決科室問題。
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值得注意的是,從基因數(shù)據(jù)切入以對臨床數(shù)據(jù)進行補足,進而完善醫(yī)生決策的企業(yè)在近兩年中開始出現(xiàn)。在2018年動脈網(wǎng)對于CDSS領(lǐng)域的統(tǒng)計中,暫未發(fā)現(xiàn)此類相關(guān)CDSS類企業(yè),但本輪統(tǒng)計則出現(xiàn)了3家相關(guān)企業(yè),分別為生命奇點、為朔醫(yī)學、安吉康爾。
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分析這些企業(yè)過去的業(yè)務定位,大部分企業(yè)的CDSS業(yè)務是從其信息化基礎業(yè)務延伸而來,這意味著在打造CDSS之前,他們便擁有電子病歷、HIT、??菩畔⒐芾砥脚_等院內(nèi)信息化經(jīng)驗。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出,有多達9家企業(yè)同時兼具AI、大數(shù)據(jù)挖掘等前沿技術(shù),尤其是對于B輪前的創(chuàng)業(yè)公司而言,他們切入CDSS的邏輯并非想要打造一個獨立的CDSS產(chǎn)品,而是從AI影像輔助診斷出發(fā),逐漸向就診上下游發(fā)展。
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總的來說,相比于動脈網(wǎng)2018年的統(tǒng)計而言,當年以CDSS作為獨立產(chǎn)品的企業(yè)現(xiàn)在仍在不斷深入研發(fā),而在近兩年中,又有更多企業(yè)進入其中,側(cè)面顯示了這一市場的潛力。
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百度旗下的靈醫(yī)智惠便是其中的典型,這家公司主要沿著兩條路徑發(fā)展,其一是圍繞智慧醫(yī)療、智慧管理、智慧患者服務打入智慧醫(yī)療產(chǎn)業(yè)體系;其二便是以CDSS為核心為基層帶來普惠的醫(yī)療服務——CDSS已經(jīng)成為百度發(fā)展醫(yī)療版塊的核心產(chǎn)品之一。
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“??啤焙汀叭啤弊叱霾煌漠a(chǎn)品設計邏輯
眾多企業(yè)的進入促進了CDSS行業(yè)內(nèi)的競爭,但具體到場景,我們還需要割裂地看待CDSS的發(fā)展問題。
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全科CDSS作為當年專家系統(tǒng)設計者的終極夢想,這項技術(shù)已經(jīng)在諸多醫(yī)院進行了落地,商業(yè)模式也有了雛形。
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具體而言,它的作用主要存在于兩個方向,第一,模擬MDT,為大型醫(yī)院專家提供意見參考,預防專家決策死角;第二,落戶基層醫(yī)院,以提高基層醫(yī)療機構(gòu)診斷能力。
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大數(shù)醫(yī)達AI首席架構(gòu)師林玥煜曾看到這樣一個例子:有一位患者腸道感覺不適,便在北京一家三甲醫(yī)院掛了專家號,但幾次檢查一下來,患者進行了各種化驗,也經(jīng)歷了好幾輪專家會診,但仍然找不到問題所在。這個時候,一位非消化科的實習期博士看到這個病例后,才發(fā)現(xiàn)這個患者實際是免疫系統(tǒng)出了問題。
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CDSS的作用便在于此:“??漆t(yī)生常常會被局限在自己的常用知識之中,漏掉部分考慮,這個時候,醫(yī)生便需要一個知識庫,為其羅列引發(fā)患者癥狀的多種可能,幫助專家喚起記憶,起到類似于多學科會診的作用。這將減少專家漏掉其他疾病的可能?!?/span>
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現(xiàn)階段下,全科CDSS的更多作用還是在于基層。加之AI的輔助,這一系統(tǒng)的信息匹配準確率與匹配速度都大幅度上升。以靈醫(yī)智惠在北京平谷區(qū)馬坊社區(qū)衛(wèi)生服務中心的應用為例,在該系統(tǒng)的輔助下,馬坊醫(yī)院前序問診耗時可降至約3分鐘,加上出具、打印病歷,整個過程大致耗時5分鐘。比較平時的就診,CDSS系統(tǒng)支持下的問診更為詳細,更多耗時,但若計算全流程時間,單個患者的時耗大幅減少。
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總的來說,在分級診療大環(huán)境下,理想的全科版CDSS能夠為基層醫(yī)療提供標準化、高效、準確的診斷手段,輔助醫(yī)生作出患者是否需要轉(zhuǎn)診決定,以復制的方式,將聚集的優(yōu)質(zhì)醫(yī)療平等地覆蓋到每一個基層地區(qū)。
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相比之下,??艭DSS不僅僅需要大量的知識庫進行數(shù)據(jù)支撐,更為關(guān)鍵的是,企業(yè)需要深入了解目標疾病的臨床診斷路徑。用惠每科技CEO張奇的話來說,??艭DSS的建立首先是個臨床問題,其次是一個技術(shù)問題。
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具體而言,張奇將核心問題歸納于兩點:“一開始我們將注意力盡數(shù)放置于患者臨床治療過程,包括其中的病情變化、用藥數(shù)據(jù)變化、檢驗檢查、護理過程的數(shù)據(jù)變化,但即便是這樣,獲取的數(shù)據(jù)依然是不完備的,要做出好的CDSS,我們還需要關(guān)聯(lián)患者既往病史,加之院后隨訪的情況,綜合全流程診療數(shù)據(jù),才能真正做到對患者的‘真實’了解?!?/span>
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這便是企業(yè)稀于涉足專科CDSS的原因之一,要想獲得最佳的結(jié)果,企業(yè)必須處理非常長的流程,觸及到多達幾十套的信息化系統(tǒng)?!安煌臉I(yè)務系統(tǒng)有不同的接口,有不同的數(shù)據(jù)標準,不同的處理標準,所以,整個數(shù)據(jù)的采集標準化識別都是一個非常復雜的過程?!?/span>
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第二個難點在于參數(shù)的多變性。與全科不同,醫(yī)生在對患者進行??浦委煏r,常常會面對一些病情嚴重的患者,有時甚至危及生命?!霸谶@種情況下,CDSS要處理的變量會非常多,我們需要建立很高的數(shù)據(jù)質(zhì)量標注與精準的模型以對患者情況進行分析,這需要花費非常大的精力?!?/span>
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不過,也正是因為可能出現(xiàn)復雜多變的狀況,三甲醫(yī)院對于??艭DSS存在主觀上的需求。森億智能數(shù)據(jù)產(chǎn)品負責人表示:“除了滿足電子病歷評級需求外,醫(yī)院希望我們能夠輔助醫(yī)務管理,對部分病歷數(shù)據(jù)進行質(zhì)控。此外,CDSS能夠幫助醫(yī)院建立規(guī)范化的臨床流程與標注化的臨床數(shù)據(jù),加之可靠的臨床知識體系就形成了數(shù)據(jù)資產(chǎn)的積累,很多醫(yī)生看重了這一點,希望能夠通過這些沉淀進行后續(xù)的數(shù)據(jù)分析與科研工作。”
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當然,專科CDSS的發(fā)展還處于初級階段,以現(xiàn)在的數(shù)據(jù)儲備來看,少有企業(yè)能夠獲得足夠多的覆蓋全流程的患者腫瘤數(shù)據(jù),AI賦能下,CDSS必須擁有足夠的數(shù)據(jù)支撐才能合理運行,這也意味著,腫瘤領(lǐng)域隱藏著眾多的專科CDSS機會,這里存在著大片的藍海市場。
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從三個成熟產(chǎn)品看CDSS行業(yè)的特征與發(fā)展趨勢
了解了醫(yī)生的需求與CDSS建立的問題,那么在實際之中,有效的CDSS系統(tǒng)是怎樣的?怎么維護革新這個產(chǎn)品?我們不妨將三個成熟的產(chǎn)品作為案例進行介紹。
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大數(shù)醫(yī)達:基于電子病歷的AI全科CDSS如何突圍?
在全科版本的CDSS之中,數(shù)據(jù)好比是土壤,而信息處理技術(shù)則是肥料,兩者均是培育優(yōu)秀全科CDSS必不可少的部分。
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而從2015成立至今,大數(shù)醫(yī)達已經(jīng)在CDSS領(lǐng)域打磨了近五年,積累起了海量的標準化患者數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)之上,這家公司建立了有效的知識圖譜,用AI的方式將眾多患者數(shù)據(jù)與醫(yī)學知識結(jié)合成神經(jīng)元式的知識網(wǎng),這是其CDSS有別與競品的最大優(yōu)勢之一。
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大數(shù)醫(yī)達區(qū)域總經(jīng)理盛潞偉告訴動脈網(wǎng):“癥狀與病情常常是多對一的關(guān)系,比如說發(fā)熱癥狀,大量的病癥都與發(fā)熱相關(guān),我們必須去探究更深層的邏輯。若只是看到患者咳嗽,就把所有咳嗽可能產(chǎn)生的癥狀全部羅列出來,這樣的CDSS是沒有價值的?!?/span>
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“通過知識圖譜下的大數(shù)據(jù)分析,我們能夠按照病癥的輕重緩急;不同病癥之間的聯(lián)系;綜合給出一個合理的概率,這個過程之中會剔除掉明顯不可能的疾病,這樣的結(jié)果醫(yī)生才是可以使用的。”
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目前,大數(shù)醫(yī)達多維CDSS臨床輔助決策系統(tǒng)已經(jīng)具備電子病歷智能書寫、輔助診斷、推薦治療、智能內(nèi)涵質(zhì)控、醫(yī)療知識查詢等多個功能,是一個典型的全科版CDSS系統(tǒng)。在落地方面,該系統(tǒng)早已在廣東省清遠市陽山縣55個貧困村率先開始試點;廣東省15個地市2277個省級貧困村全面推廣。
惠每科技的院內(nèi)VTE智能防控
靜脈血栓栓塞癥(VTE)不是某一個??铺匕l(fā)的疾病,術(shù)后、外傷、晚期癌癥、昏迷和長期臥床的病人均存在發(fā)生VTE的風險。但要判斷患者VTE的發(fā)病風險并不簡單,除了通過醫(yī)生本身的經(jīng)驗判斷,更為權(quán)威的是通過Caprini血栓風險評估量表、Padua血栓風險評估量表等個體化VTE風險評估量模型,對患者進行分析評估。但由于VTE評估及其耗時,醫(yī)生必須在醫(yī)生本職工作與VTE篩防工作中進行取舍——這其實是在挑戰(zhàn)醫(yī)院本已短缺的資源。
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惠每科技利用人工智能解決這個問題,對患者進行通過智能化的跟蹤、評分、監(jiān)督。其中要解決的困難很多,“要讓計算機判斷患者‘一個月之內(nèi)有沒有發(fā)生過腦?!@個VTE風險因素信息,不僅要幫助機器理解腦梗發(fā)生的時間限制——事件應發(fā)生在近期如給定的一個月,不統(tǒng)計三個月、或是半年之前的腦梗事件。同時要判斷患者的疾病情況如分級分型,常常需要綜合既往病史、核磁報告等信息得出結(jié)論,傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)完成不了這樣復雜的工作?!睆埰嫦騽用}網(wǎng)解釋到。
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為了解決這些問題,惠每通過自然語言處理(NLP)技術(shù)實現(xiàn)病歷數(shù)據(jù)的語義理解,將描述性的自然語言進行結(jié)構(gòu)化、標準化處理,深度學習算法還可以將個性化的病歷數(shù)據(jù)歸納入規(guī)則庫,結(jié)合臨床指南、各類量表建立VTE知識圖譜,提升最終機器模型的準確率,同時解決醫(yī)生面臨的“數(shù)據(jù)錄入難”、“數(shù)據(jù)分析難”兩大問題。
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此外,基于人工智能的臨床決策支持功能可以幫助醫(yī)務人員進行自動評估,根據(jù)患者禁忌癥提醒預防醫(yī)囑的開立……通過AI質(zhì)量控制將質(zhì)控關(guān)口前移,進而解決了醫(yī)生VTE內(nèi)涵質(zhì)量的控制問題。
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同時,惠每還會定期與醫(yī)生進行溝通,以滿足特定醫(yī)院的特殊要求,系統(tǒng)亦在臨床應用過程中愈加“智慧”。打個比方,惠每與中日友好醫(yī)院醫(yī)務等部門會通過定期例會溝通系統(tǒng)使用的反饋和建議,例如在VTE系統(tǒng)上線初期,臨床反饋原有的警示方式還不足以讓醫(yī)生能夠在第一時間清晰判斷CDSS警示的嚴重程度,對此,惠每增加不同顏色的提醒模式優(yōu)化,讓醫(yī)生護士能夠在確認患者情況前,就對風險性有了初步了解,這一細節(jié)上的改變進一步提升了院內(nèi)VTE防控系統(tǒng)的有效性。
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森億智能出血評估與數(shù)據(jù)庫治理
以中文醫(yī)學自然語言處理技術(shù)起家的森億智能也在CDSS之中進行了多種嘗試,目前已在VTE、心內(nèi)科、兒科、等方面創(chuàng)造了較為成熟的產(chǎn)品。在森億智能看來,做好??艭DSS系統(tǒng),一定要摸清臨床診療的決策路徑,找出環(huán)節(jié)中的痛點,利用數(shù)據(jù)與知識加以解決。
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盧翔表示:“以出血評估為例,采用量表評估時,出血臨床定義包含既往出血病史、出血體質(zhì)、血液疾病這三個方面的數(shù)據(jù)。?這三個方面在臨床里面,可能存在50多種定義,這些定義的內(nèi)容有些來源于檢驗指標,有些來源于病歷文本,有些來源于病史的一個診斷。如果僅靠醫(yī)生、護士去分析如此多的指標,一是工作量大,二是結(jié)果不能保證準確。但若通過自然語言處理以及數(shù)據(jù)標準化等一系列處理,我們能夠快速給出準確的出血評估?!?/span>
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此外,隨著近年來臨床醫(yī)學的發(fā)展,醫(yī)院業(yè)務的變革,需要一套隨時可以配置的醫(yī)療知識庫。在這一方面,森億智能通過不斷的更新以保證知識庫的有效性。
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“第一步是知識的理解,即在做這件事的開始,我們會不斷跟臨床醫(yī)生進行溝通,另一方面會將最終的醫(yī)療決策內(nèi)容,與相關(guān)的KOL進行討論。如果這一知識的最終醫(yī)學理解沒有問題,那么我們才會將其轉(zhuǎn)化為計算機語言,進行第二步測試?!?/span>
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“第二步測試指根據(jù)轉(zhuǎn)化為決策引擎里的醫(yī)學內(nèi)容進行測試,以保證計算機語言的準確性。完成這一步后,我們會緊接著進行第三步端到端的測試,即在醫(yī)院后臺根據(jù)實際患者測試,經(jīng)過這幾步,我們才能保證知識庫的可靠性。"
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百億CDSS市場與它的支付方
談及CDSS的市場與商業(yè)模式,我們需要從全科、評級、??迫齻€角度分別進行估算。
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先看評級版本的CDSS市場,根據(jù)政策現(xiàn)實,僅當醫(yī)院進行電子病歷4級及其以上評級,才會需要配置CDSS。但在4級電子病歷對CDSS的要求僅限于能做一些藥品的配伍,5級開始要求檢驗檢查的提醒以及推薦診斷。從現(xiàn)在的價格情況來看,4級、5級的評級版CDSS招標價格基本上在40-50萬元,6級的招標價格在80萬元左右,7級的招標價格在120-150萬元左右。
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但也正如政策所示,如今僅三甲醫(yī)院存在硬性要求購置評級版CDSS。粗略來看,2019年,全國總計有7000多家醫(yī)院申報了電子病歷評級。這意味著這一市場算不上大,年規(guī)模約在80億元左右。
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全科的市場相對更大一些。若只是知識庫的查詢功能,單個產(chǎn)品的招標價格在30-50萬左右,但通常而言,醫(yī)療機構(gòu)會要求配置輔助診斷、用藥推薦以及配套的硬件產(chǎn)品,具體算下來,單個機構(gòu)的平均客單價會在100萬左右。
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據(jù)大數(shù)醫(yī)達區(qū)域總經(jīng)理盛潞偉估計,江蘇有90多個區(qū)縣,以平均每個區(qū)縣購置100萬的項目來計算話,這里便有一個億的市場。但對于一些核心城市,基層醫(yī)療機構(gòu)的密度將會遠高于一般城市。
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此外,民營醫(yī)療連鎖為了規(guī)范診療流程,通過大數(shù)據(jù)提升運營效率,也會嘗試采購全科版本的CDSS,例如呂醫(yī)生社區(qū)連鎖診所便采購了惠每科技的CDSS產(chǎn)品。所以,總體估算下來,全科CDSS的市場規(guī)模將超過百億。
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??艭DSS的產(chǎn)品略貴于全科產(chǎn)品,從動脈網(wǎng)統(tǒng)計的招標數(shù)據(jù)來看,其價格在50-300萬元不等。但這里的市場規(guī)模取決于企業(yè)開拓出場景的程度,如果單個VTE產(chǎn)品能夠布置于每一個醫(yī)院,那么??艭DSS單一場景的市場將接近于評級版CDSS的數(shù)據(jù)。
部分CDSS招標數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)來源于動脈橙數(shù)據(jù)庫
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再看商業(yè)模式,無論是全科CDSS,還是??艭DSS,現(xiàn)在走的仍是HIT的銷售之路,即按項目一次性賣給醫(yī)院,并在后續(xù)每年中收取一定服務費。
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但由于知識庫的的迭代性,CDSS廠商將在未來不斷更新產(chǎn)品,不斷進行新的投入。從這個角度而言,SaaS模式或許更適合CDSS廠商,而同樣對于新技術(shù)的不確定性,按年付費對醫(yī)院也是一種保障。所以,在商業(yè)模式方面,CDSS的付費模式或許將在未來由項目付費向服務付費轉(zhuǎn)變,如果這條路徑走得通,這一市場的規(guī)模將進一步擴大。
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最后需要注意的是支付問題。對于??艭DSS而言,醫(yī)院存在需求去購置這一設備,以提高對臨床診療質(zhì)量的把控,所以醫(yī)院會成為專科CDSS的支付方。CHIMA2019年發(fā)布的《中國醫(yī)院信息化狀況調(diào)查》通過對醫(yī)院抽樣調(diào)查的方式顯示了信息科對待CDSS的態(tài)度,無論是三甲醫(yī)院還是三級以下醫(yī)院,CDSS的優(yōu)先權(quán)均處于靠前的位置。
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但對于全科版的CDSS而言,對于這樣不能直接帶來收益的產(chǎn)品,基層醫(yī)療機構(gòu)或許沒有直接支付的動力。
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不過,國家提升基層醫(yī)療機構(gòu)診療能力的決心在此,對于很多公立的基層醫(yī)療機構(gòu)而言,由區(qū)縣衛(wèi)健委代為采購已經(jīng)成為全科CDSS主要的支付模式之一。此外,這一模式也正在惠及民營醫(yī)療機構(gòu),在部分沿海城市,私立醫(yī)療機構(gòu)也可以享受到這一福利。
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從整個市場來看,全科CDSS、評級CDSS的技術(shù)已經(jīng)成熟,并已具備一定的商業(yè)模式,而??艭DSS則是其中的變數(shù),畢竟,能夠打通醫(yī)院部分臨床路徑的質(zhì)控并不意味著他們能夠在更為復雜的腫瘤領(lǐng)域有所建樹,同時,在未來新戰(zhàn)場的開辟之中,可能會遭遇到場景并不適用,或是數(shù)據(jù)難以采集的情況,這意味著風險與機遇