医疗服务作为公共服务体系的重要组成部分,其隐含碳排放长期被忽视。在医疗系统全面迈向数字化转型的当下,AI辅助诊断与远程筛查等技术日益普及,人们在享受高效与便捷的同时,是否想过:这些创新是否也在悄然降低医疗卫生服务的碳排放,为应对气候变化贡献一份力量?

近日,同济大学环境科学与工程学院郭茹教授团队与上海眼病防治中心院长邹海东教授团队在《Journal of Cleaner Production》(中科院1区Top期刊,JCR Q1,IF2025=10.0)发表重要研究,聚焦医疗健康场景中的碳排放问题:在保障健康收益的前提下,如何通过数字化与人工智能实现医疗服务“降碳增效”? 该研究依托我院碳核算与评价优势,联合医疗团队形成跨学科合作,为碳中和背景下的“健康-环境”协同治理提供了可量化证据与可复制方法。
1. 研究设计:以眼病筛查为例,对比五类策略的“碳-效”表现
本研究以糖尿病视网膜病变(Diabetic retinopathy, DR)筛查为典型场景,基于上海市与福建省的真实数据,建立仿真模型,对比不同筛查策略的碳排放与健康收益。

图1. 五种情景的流程图及碳排放阶段OCT:光学相干断层扫描;FFA:荧光素血管造影。
2. 方法亮点:让“减碳”与“健康收益”在同一把尺上比较
传统评估仅看“总碳排”,可能忽略健康效果。在方法学上,本研究的一大创新是设计了增量碳排放-效果比(Incremental Carbon Emissions-Effectiveness Ratio, ICeER)指标,同时衡量“碳排放变化量”与“健康收益变化量”,实现不同策略之间的公平比较,为医疗系统低碳绩效评价提供了新的量化思路。

图2. 五种糖尿病视网膜病变检测方案的碳排放量与有效性对比(假设医疗资源充足,但取消完美遵从性假设)DR:糖尿病视网膜病变;AI:人工智能;VIMC:视觉智能管理中心。A:总碳排放量;B:糖尿病视网膜病变总检出病例数。各柱状图上的垂直黑线表示对应的95%置信区间。
3. 核心发现:数字化越高,减排越明显;全自助AI表现最优。
研究显示,与糖尿病患者定期至临床医疗机构随访相比: 眼科医生面对面筛查可降低碳排放约63.00%;眼科医生远程筛查可降低碳排放约63.47%;人工智能远程筛查可降低碳排放约65.63%;全自助眼科检查结合人工智能远程筛查降幅最大,达70.72%!居民依从性越低,筛查对碳减排的效果越弱(农村地区尤为明显); 这意味着,在医疗资源分布不均的现实条件下,(1)人工智能远程筛查和(2)全自助眼科检查结合人工智能远程筛查是实现普惠、可持续筛查的关键方案。
这些结果表明,高数字化、低碳化、可及性强的智能筛查模式,能同时提升诊疗效率与环境绩效。

图3. 敏感性分析结果提示。AI筛查模式(S3和S4)碳减排效果稳定。
4. 学科交叉意义:碳中和研究走进公共健康系统
这项研究实现了“碳核算-健康效果-政策建议”链条的全流程嵌入。它不仅回答“哪种筛查更低碳”,更提出“低碳与健康可协同优化”的科学依据,体现了环境科学与医学、人工智能的深度交叉。研究为医疗系统绿色转型提供了可行路径,也为未来公共服务的“低碳韧性化”提供参考。
团队PI介绍

郭茹,同济大学环境科学与工程学院教授,博士生导师,同济大学环境管理所所长,碳中和研究院副院长。长期从事绿色低碳系统分析与可持续发展领域的科研教学工作,在气候变化缓解与适应、碳排放核算与评价、降碳减污扩绿协同路径、绿色低碳智能转型等方面具有丰富经验。Water-Energy Nexus副主编,IPCC第六次评估报告(AR 6)第三工作组报告评审专家,ESI高被引论文作者;水乡客厅近零碳专项规划首席科学家;上海市生态经济学会副会长,中国环境科学学会碳达峰碳中和专业委员会委员,中国环境科学学会环境管理委员会委员;入选上海市浦江人才。主持国家及省部级科研项目及产业工程项目等20余项,在国内外学术期刊上公开发表科研论文60余篇,主编参编专著5部;主编参编标准 4 项,其中《绿色技术评价导则(TCAS 620-2022)》排名第一。

邹海东,主任医师,教授,博士研究生导师,上海交通大学医学院附属第一人民医院副院长;同上海市眼病防治中心/同济大学附属眼科医院(筹)院长;上海市眼科疾病精准诊疗工程技术研究中心主任。入选国家“百千万人才工程”,上海市领军人才,上海市优秀学科带头人、上海市卫生系统优秀学科带头人等人才计划。任中华预防医学会公共卫生眼科学会副主任委员;上海市医学会视光学分会主任委员;眼科学分会副主任委员;上海市预防医学会公共卫生眼科学会主任委员等。国家科技部重点研发计划首席专家。近5年来独立主持国家自然科学基金等省部级以上眼科专业科研项目23项。已在国内外期刊发表论文350余篇,其中发表Nature子刊等SCI杂志230余篇。前三完成人身份先后获得过国家科技进步二等奖,上海市科技进步一等奖等22项科技奖励。荣获上海市劳动模范(先进工作者),上海市五一劳动奖章,上海工匠,上海市医务工匠,上海市银蛇奖一等奖等荣誉称号。

DOI: 10.1016/j.jclepro.2025.147331

