2025年大學(xué)《系統(tǒng)科學(xué)與工程》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——系統(tǒng)科學(xué)在醫(yī)療保健中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)答題（每題10分，共40分）1.請(qǐng)簡(jiǎn)述系統(tǒng)科學(xué)的核心思想，并說(shuō)明這些思想如何有助于理解和改進(jìn)醫(yī)療保健系統(tǒng)。2.在醫(yī)療保健領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行疾病傳播預(yù)測(cè)時(shí)，需要考慮哪些關(guān)鍵變量和反饋回路？請(qǐng)舉例說(shuō)明。3.醫(yī)院內(nèi)部的患者流動(dòng)可以被視為一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程。請(qǐng)運(yùn)用系統(tǒng)思維分析影響患者流動(dòng)效率的關(guān)鍵因素，并指出可能存在的瓶頸和改善方向。4.電子健康記錄（EHR）系統(tǒng)的成功實(shí)施是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程問(wèn)題。請(qǐng)分析在EHR系統(tǒng)規(guī)劃與實(shí)施過(guò)程中可能涉及到的系統(tǒng)科學(xué)方法或原則，以及需要考慮的關(guān)鍵利益相關(guān)者及其訴求。二、案例分析題（每題15分，共45分）1.某城市面臨季節(jié)性流感爆發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。公共衛(wèi)生部門(mén)需要制定資源儲(chǔ)備和應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃。請(qǐng)運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)視角，分析在制定該計(jì)劃時(shí)需要考慮的關(guān)鍵系統(tǒng)要素、可能存在的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，并提出至少三種運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)方法進(jìn)行輔助決策的建議。2.隨著人口老齡化加劇，某地區(qū)的慢性病（如高血壓、糖尿病）管理壓力日益增大。當(dāng)前的管理模式效果不彰，患者依從性低，醫(yī)療成本高。請(qǐng)嘗試運(yùn)用系統(tǒng)思考方法，分析當(dāng)前慢性病管理體系中可能存在的無(wú)效反饋或惡性循環(huán)，并提出一種基于系統(tǒng)科學(xué)理念的改進(jìn)方案框架。3.一家大型綜合性醫(yī)院希望優(yōu)化其手術(shù)室資源安排，以減少患者等待時(shí)間和提高手術(shù)室利用率。醫(yī)院管理層收集了歷史手術(shù)數(shù)據(jù)，并考慮采用排隊(duì)論模型進(jìn)行分析。請(qǐng)說(shuō)明在此場(chǎng)景下應(yīng)用排隊(duì)論模型可能需要做出哪些簡(jiǎn)化假設(shè)，并分析這些假設(shè)可能對(duì)模型結(jié)果產(chǎn)生何種影響？此外，除了排隊(duì)論，還可以運(yùn)用哪些系統(tǒng)科學(xué)方法來(lái)輔助優(yōu)化手術(shù)室資源配置？三、論述題（20分）當(dāng)前，人工智能技術(shù)正越來(lái)越多地應(yīng)用于醫(yī)療保健領(lǐng)域。請(qǐng)結(jié)合系統(tǒng)科學(xué)的相關(guān)理論，論述人工智能技術(shù)融入醫(yī)療保健系統(tǒng)可能帶來(lái)的系統(tǒng)性變革，并分析其中可能存在的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。試卷答案一、簡(jiǎn)答題1.答案：系統(tǒng)科學(xué)的核心思想包括整體性、關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)性、層次性和涌現(xiàn)性。整體性指將醫(yī)療保健視為一個(gè)由相互關(guān)聯(lián)的部分組成的整體系統(tǒng)，而非各部分簡(jiǎn)單相加。關(guān)聯(lián)性強(qiáng)調(diào)各組成部分（如患者、醫(yī)生、醫(yī)院、醫(yī)保、公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)）間的相互作用和影響。動(dòng)態(tài)性關(guān)注系統(tǒng)隨時(shí)間變化的行為模式，如疾病流行、資源需求波動(dòng)。層次性指系統(tǒng)包含不同層級(jí)的子系統(tǒng)（如科室、醫(yī)院、區(qū)域醫(yī)療體系）。涌現(xiàn)性指系統(tǒng)整體表現(xiàn)出部分所不具備的新特性（如醫(yī)療質(zhì)量、系統(tǒng)韌性）。運(yùn)用這些思想有助于全面理解醫(yī)療保健問(wèn)題的復(fù)雜性，識(shí)別關(guān)鍵干預(yù)點(diǎn)，進(jìn)行系統(tǒng)性干預(yù)和優(yōu)化，促進(jìn)醫(yī)療資源的有效配置和醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量的提升。2.答案：應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行疾病傳播預(yù)測(cè)時(shí)，關(guān)鍵變量通常包括易感者（Susceptible,S）、感染者（Infected,I）、康復(fù)者（Recovered,R）/移出者（Removed,R）的人口數(shù)量或比例，以及傳染率（β，表示易感者被感染的概率）、恢復(fù)率/移出率（γ，表示感染者康復(fù)或被移出的速度）。核心反饋回路包括：感染人數(shù)增加導(dǎo)致易感者減少的正反饋回路；感染人數(shù)增加導(dǎo)致康復(fù)者增加，進(jìn)而使易感者比例下降的負(fù)反饋回路（群體免疫）。此外，還需考慮潛伏期、隔離措施、疫苗普及率、人口流動(dòng)性等變量及其對(duì)模型參數(shù)的影響。例如，隔離措施的加強(qiáng)會(huì)降低傳染率β，形成抑制疫情擴(kuò)散的負(fù)反饋。3.答案：影響患者流動(dòng)效率的關(guān)鍵因素包括：患者到達(dá)模式（如急診的突發(fā)性、門(mén)診的預(yù)約制）、分診與引導(dǎo)的清晰度、掛號(hào)與登記流程的便捷性、各診療環(huán)節(jié)（醫(yī)生問(wèn)診、檢查、繳費(fèi)、取藥）的等候時(shí)間、科室間轉(zhuǎn)診協(xié)調(diào)機(jī)制、信息系統(tǒng)支持程度、物理環(huán)境布局合理性等。系統(tǒng)瓶頸可能出現(xiàn)在掛號(hào)處、繳費(fèi)處、特定檢查科室、急診分診臺(tái)等。改善方向可包括：優(yōu)化預(yù)約系統(tǒng)、簡(jiǎn)化流程減少不必要的環(huán)節(jié)、加強(qiáng)信息系統(tǒng)集成支持信息共享、改善物理布局引導(dǎo)患者順暢流動(dòng)、建立有效的跨部門(mén)溝通協(xié)調(diào)機(jī)制等。4.答案：EHR系統(tǒng)規(guī)劃與實(shí)施可運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)方法或原則：①系統(tǒng)思維：考慮EHR系統(tǒng)作為醫(yī)療信息系統(tǒng)的核心，需關(guān)注其與醫(yī)院其他系統(tǒng)（HIS、LIS、PACS）的集成，以及與臨床工作流程的融合，而非孤立地看待。②需求分析：運(yùn)用系統(tǒng)工程的需求工程方法，全面收集和分析所有關(guān)鍵利益相關(guān)者（醫(yī)生、護(hù)士、行政人員、管理者、患者等）的需求和期望。③模型化與仿真：可使用流程圖、UML圖等對(duì)現(xiàn)有流程和目標(biāo)流程進(jìn)行建模，或使用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真評(píng)估不同設(shè)計(jì)方案的潛在影響。④迭代開(kāi)發(fā)與反饋：遵循系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的迭代原則，在實(shí)施過(guò)程中持續(xù)收集用戶(hù)反饋，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整和優(yōu)化。關(guān)鍵利益相關(guān)者包括：最終用戶(hù)（醫(yī)護(hù)員工），需關(guān)注其易用性、臨床價(jià)值；管理者，關(guān)注成本效益、管理效率；患者，關(guān)注隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)可及性；政策制定者，關(guān)注合規(guī)性、標(biāo)準(zhǔn)化；IT部門(mén)，關(guān)注系統(tǒng)性能、安全性。二、案例分析題1.答案：需要考慮的系統(tǒng)要素包括：傳染源（患者）、傳播途徑（接觸、飛沫、空氣）、易感人群（未免疫、未感染的健康人群）、醫(yī)療系統(tǒng)資源（診室、醫(yī)護(hù)人員、藥品、隔離設(shè)施）、公眾行為（防護(hù)措施依從性、恐慌程度）、政策環(huán)境（隔離政策、信息發(fā)布）。風(fēng)險(xiǎn)和不確定性包括：疫情爆發(fā)規(guī)模和速度的不確定性、新變異株的出現(xiàn)、資源需求超出預(yù)期的風(fēng)險(xiǎn)、公眾行為不可預(yù)測(cè)性、跨區(qū)域傳播風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用系統(tǒng)科學(xué)方法輔助決策建議：①構(gòu)建系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型：模擬不同干預(yù)措施（如加強(qiáng)檢測(cè)、疫苗接種、社交距離、口罩令）對(duì)疫情傳播和醫(yī)療系統(tǒng)負(fù)荷的影響，進(jìn)行情景分析和政策模擬。②應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析方法：識(shí)別關(guān)鍵傳播節(jié)點(diǎn)（如交通樞紐、大型社區(qū)）和高風(fēng)險(xiǎn)人群，制定精準(zhǔn)防控策略。③建立多場(chǎng)景應(yīng)急資源儲(chǔ)備與調(diào)度模型：結(jié)合預(yù)測(cè)模型，優(yōu)化藥品、防護(hù)物資、醫(yī)護(hù)人員等的儲(chǔ)備地點(diǎn)和調(diào)配方案，提升系統(tǒng)韌性。2.答案：可能存在的無(wú)效反饋或惡性循環(huán)包括：①“低依從性-控制不佳-并發(fā)癥增多-治療負(fù)擔(dān)加重-依從性更低”的惡性循環(huán)：患者因忘記服藥、副作用、缺乏知識(shí)或經(jīng)濟(jì)壓力不依從治療方案，導(dǎo)致血糖/血壓控制不佳，引發(fā)腎臟、心血管等并發(fā)癥，使治療更加復(fù)雜，進(jìn)一步降低患者治療意愿和依從性。②“知識(shí)缺乏/信息不對(duì)稱(chēng)-決策失誤-效果不佳-挫敗感降低依從性”的循環(huán)：患者對(duì)疾病和治療方案了解不足，導(dǎo)致自我管理行為不當(dāng)或?qū)︶t(yī)囑理解執(zhí)行錯(cuò)誤，治療效果不理想，產(chǎn)生挫敗感，進(jìn)而放棄或減少治療。改進(jìn)方案框架可基于系統(tǒng)科學(xué)理念：①?gòu)?qiáng)化信息傳遞與教育子系統(tǒng)：利用信息系統(tǒng)（如APP、患者門(mén)戶(hù)）、社區(qū)健康worker、同伴支持小組等，提供個(gè)性化、易懂的疾病知識(shí)和管理指導(dǎo)，打破信息壁壘。②優(yōu)化患者支持服務(wù)子系統(tǒng)：提供便捷的復(fù)診渠道、藥物援助、心理支持、生活方式干預(yù)項(xiàng)目，降低患者治療門(mén)檻。③建立反饋與激勵(lì)機(jī)制子系統(tǒng)：利用可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、定期隨訪評(píng)估效果，及時(shí)提供反饋，并對(duì)良好依從行為給予正向激勵(lì)。④促進(jìn)醫(yī)患共同決策：鼓勵(lì)患者參與治療目標(biāo)的設(shè)定和決策過(guò)程，增強(qiáng)其自我管理責(zé)任感和主動(dòng)性。3.答案：應(yīng)用排隊(duì)論模型需要簡(jiǎn)化假設(shè)：①到達(dá)過(guò)程假設(shè)：患者到達(dá)服從特定分布（如泊松分布），且到達(dá)率相對(duì)穩(wěn)定。②服務(wù)過(guò)程假設(shè)：每個(gè)服務(wù)臺(tái)（如醫(yī)生、檢查設(shè)備）的服務(wù)時(shí)間服從特定分布（如負(fù)指數(shù)分布），且各服務(wù)臺(tái)服務(wù)時(shí)間獨(dú)立同分布。③單隊(duì)單服務(wù)臺(tái)或多隊(duì)多服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)假設(shè)：模型通常簡(jiǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)排隊(duì)形式。④顧客無(wú)限源假設(shè)：潛在患者數(shù)量足夠多。⑤系統(tǒng)容量無(wú)限假設(shè)：等待空間足夠大。⑥忽略排隊(duì)時(shí)間與服務(wù)時(shí)間重疊假設(shè)。這些假設(shè)可能影響模型結(jié)果：若實(shí)際到達(dá)是突發(fā)性的而非泊松流，或服務(wù)時(shí)間波動(dòng)大，模型預(yù)測(cè)的等待時(shí)間、系統(tǒng)利用率可能不準(zhǔn)確。若隊(duì)列長(zhǎng)度有限，模型需修正，否則可能導(dǎo)致低估等待時(shí)間。排隊(duì)論適用于分析特定節(jié)點(diǎn)的瓶頸（如某臺(tái)CT機(jī)），但不一定能全面反映手術(shù)室系統(tǒng)的復(fù)雜性，如多科室協(xié)調(diào)、人員柔性、設(shè)備共享等。其他系統(tǒng)科學(xué)方法：①系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)：可模擬手術(shù)需求波動(dòng)、人員排班、設(shè)備維護(hù)對(duì)整個(gè)手術(shù)室系統(tǒng)整體效率的影響。②網(wǎng)絡(luò)分析：分析手術(shù)安排、患者流轉(zhuǎn)的網(wǎng)絡(luò)路徑和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。③仿真（離散事件仿真）：建立更精細(xì)的模型，模擬手術(shù)室中患者、資源（人員、設(shè)備）的動(dòng)態(tài)交互過(guò)程，測(cè)試不同調(diào)度規(guī)則或資源配置方案的效果。三、論述題答案：人工智能（AI）融入醫(yī)療保健系統(tǒng)正引發(fā)系統(tǒng)性變革。機(jī)遇方面：①提升診療效率與精度：AI輔助診斷可快速分析醫(yī)學(xué)影像、基因數(shù)據(jù)，提高早期篩查和診斷準(zhǔn)確率；智能決策支持系統(tǒng)可輔助醫(yī)生制定個(gè)性化治療方案。②優(yōu)化醫(yī)療資源配置：通過(guò)預(yù)測(cè)模型優(yōu)化人員排班、床位管理、藥品庫(kù)存，減少資源浪費(fèi)。③改善患者體驗(yàn)：智能導(dǎo)診、遠(yuǎn)程醫(yī)療、個(gè)性化健康管理APP等提升服務(wù)便捷性和可及性。④加速藥物研發(fā)：AI在靶點(diǎn)識(shí)別、化合物篩選、臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，縮短新藥研發(fā)周期。挑戰(zhàn)方面：①數(shù)據(jù)隱私與安全：醫(yī)療數(shù)據(jù)高度敏感，AI應(yīng)用需保障數(shù)據(jù)安全，防止泄露和濫用。②算法偏見(jiàn)與公平性：AI模型可能因訓(xùn)練數(shù)據(jù)偏差導(dǎo)致對(duì)不同人群的診療效果存在差異，需確保算法公平。③倫理與責(zé)任界定：AI輔助決策或自主決策失