將人工智能(AI)引入醫(yī)療領域,是當今國際醫(yī)學中傾向性較強的前瞻性探索之一。目前人工智能技術(shù)在醫(yī)療領域大顯身手,應用前景十分廣闊;正如國際知名學者周海中教授曾經(jīng)指出的那樣:“隨著社會的發(fā)展和科技的進步,人工智能技術(shù)將在醫(yī)療健康領域大顯身手;其成果會不斷涌現(xiàn),應用前景令人期待。”與醫(yī)療領域的大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)一樣,醫(yī)療領域的人工智能技術(shù)正迅速成為一個決定性因素。
人工智能在醫(yī)療領域的應用,意味著全世界的人都能得到更為普惠的醫(yī)療救助,獲得更好的診斷、更安全的微創(chuàng)手術(shù)、更短的等待時間和更低的感染率,并且還能提高每個人的長期存活率。人工智能醫(yī)療的具體應用包括洞察與風險管理、醫(yī)學研究、醫(yī)學影像與診斷、生活方式管理與監(jiān)督、精神健康、護理、急救室與醫(yī)院管理、藥物挖掘、虛擬助理、可穿戴設備以及其他。總結(jié)來看,目前人工智能技術(shù)在醫(yī)療領域的應用主要集中于以下五個方面:
1.智能診療
智能診療就是將人工智能技術(shù)應用于疾病診療中,讓機器“學習”專家級醫(yī)師的醫(yī)療經(jīng)驗和醫(yī)學文獻知識,模擬診療時的思維邏輯,并在實際應用時給出方案。計算機可以幫助醫(yī)生進行病理,體檢報告等的統(tǒng)計,通過大數(shù)據(jù)和深度挖掘等技術(shù),對病人的醫(yī)療數(shù)據(jù)進行分析和挖掘,自動識別病人的臨床變量和指標。計算機通過“學習”相關(guān)的專業(yè)知識,模擬醫(yī)生的思維和診斷推理,從而給出可靠診斷和治療方案。智能診療是人工智能在醫(yī)療領域最重要、也最核心的應用場景。隨著它在實際場景中落地,人工智能將成為醫(yī)生的輔助,讓醫(yī)生更加輕松高效地治病救人。另外,醫(yī)生可以利用人工智能技術(shù)模擬醫(yī)患溝通,智能采集患者病情生成病歷報告。在某些特定的診斷領域,人工智能的未來有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
2.影像識別
傳統(tǒng)醫(yī)療場景中,培養(yǎng)出優(yōu)秀的醫(yī)學影像專業(yè)醫(yī)生,所用時間長,投入成本大。另外,人工讀片時主觀性太大,信息利用不足,在判斷過程中容易出現(xiàn)差錯。有研究統(tǒng)計,醫(yī)療數(shù)據(jù)中有超過 90%的數(shù)據(jù)來自于醫(yī)學影像,但是影像診斷過于依賴人的主觀意識,容易發(fā)生誤判。人工智能在醫(yī)學影像應用主要分為兩部分:一是圖像識別,應用于感知環(huán)節(jié),其主要目的是將影像進行分析,獲取一些有意義的信息;二是深度學習,應用于學習和分析環(huán)節(jié),通過大量的影像數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù),不斷對神經(jīng)元網(wǎng)絡進行深度學習訓練,促使其掌握診斷能力。人工智能通過大量學習醫(yī)學影像,可以幫助醫(yī)生進行病灶區(qū)域定位,減少漏診、誤診,提升診斷的準確率和效率。大數(shù)據(jù)與人工智能將被用于精準識別醫(yī)學影像中的早期病灶,定位致病基因并開展相應的靶向治療,以及提前預警重大健康風險等。
3.醫(yī)療器械
醫(yī)療器械方面主要有醫(yī)用機器人;這種器械的應用非常廣泛,比如智能假肢、外骨骼和輔助設備等技術(shù)修復人類受損身體,醫(yī)療保健機器人輔助醫(yī)護人員的工作等。目前實踐中的醫(yī)用機器人主要有兩種:一是能夠讀取人體神經(jīng)信號的智能機器人,也成為“智能外骨骼”;二是能夠承擔手術(shù)或醫(yī)療保健功能的機器人,以IBM開發(fā)的達芬奇手術(shù)機器人為典型代表。近年來,醫(yī)用機器人發(fā)展十分迅速,進入了市場應用。醫(yī)用機器人未來發(fā)展趨勢主要有四點:一是精確醫(yī)療理念進一步發(fā)展;二是醫(yī)工研用全要素協(xié)同創(chuàng)新成為必然;三是金融資本在醫(yī)用機器人產(chǎn)業(yè)中起著越來越大的作用;四是專用型的醫(yī)療機器人將成為產(chǎn)品發(fā)展趨勢。這種趨勢將與日俱增。
4.藥物研發(fā)
依托數(shù)百萬患者的大數(shù)據(jù)信息,人工智能系統(tǒng)可以快速、準確的挖掘和篩選出適合的藥物。通過計算機模擬,人工智能可以對藥物活性、安全性和副作用進行預測,找出與疾病匹配的最佳藥物。這一技術(shù)將會縮短藥物研發(fā)周期、降低新藥成本并且提高新藥的研發(fā)成功率,更好造福患者。人工智能不僅能夠挖掘出不易被發(fā)現(xiàn)的隱性關(guān)系,構(gòu)建藥物、疾病和基因之間的深層次關(guān)系;也可以對候選化合物進行虛擬篩選,更快地篩選出具有較高活性的化合物,為后期臨床試驗做準備。借助深度學習,人工智能已在心血管藥、抗腫瘤藥和常見傳染病治療藥等多領域取得了新突破。尤其是在抗擊新冠病毒中,人工智能在疫苗研發(fā)方面發(fā)揮了十分重要的作用。
5.健康管理
根據(jù)人工智能而建造的智能設備可以監(jiān)測到人們的一些基本身體特征,如飲食、睡眠、身體健康指數(shù)等。對身體素質(zhì)進行簡單的評估,提供個性的健康管理方案,及時識別疾病發(fā)生的風險,提醒用戶注意自己的身體健康安全。目前人工智能在健康管理方面的應用主要在風險識別、虛擬護士、精神健康、在線問診、健康干預以及基于精準醫(yī)學的健康管理。尤其在血糖管理、血壓管理、用藥提醒、健康要素監(jiān)測等方面,人工智能可以提供常態(tài)化、精細化的指導,為特定群體提供全方位、全周期的健康服務。這些,不僅有利于加強疾病預防、提高慢病管理效率,也能提升公眾的健康觀念,從根本上節(jié)省全社會的醫(yī)療成本。
由以上五個方面的論述可以看出,人工智能正在醫(yī)療領域掀起一場革命;這場革命將使醫(yī)療更加高效、便捷和個性化,而它的推動者主要是在醫(yī)療行業(yè)深耕細作多年的科技人員。可以肯定的是,人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展,推動了醫(yī)學的進步和發(fā)展,為精準醫(yī)療開拓了廣闊空間,增強了人類戰(zhàn)勝各種疾病的信心和勇氣。
文/劉春燕(作者單位:以色列舍巴醫(yī)療中心)