人工智能:撬動智慧醫(yī)療
醫(yī)療承載了保障人類社會行進發(fā)展的重任。自人類誕生于世,知識的總結、保存和傳承是人類社會不斷前進的車輪,而這一切有賴于人類壽命的延續(xù)。社會中的年長者將積累的對外部世界的認識,灌輸給下一代,并推動他們領會、升華和再造知識,逐步形成了人類社會價值生產、傳遞和創(chuàng)新的進步機制。近幾十年,信息化浪潮推動醫(yī)療領域經歷了數(shù)字醫(yī)療、互聯(lián)網醫(yī)療兩個階段,目前正向智慧醫(yī)療階段邁進。數(shù)字醫(yī)療是醫(yī)院內部將依賴于紙、膠片等介質的業(yè)務和管理信息電子化的過程;互聯(lián)網醫(yī)療是醫(yī)院通過把部分業(yè)務流程以互聯(lián)網為媒質對外開放,形成醫(yī)療資源供給和病患需求的即時對接。
智慧醫(yī)療是以人工智能技術為工具,取代人工基因測序、診斷治療、手術操作等的部分工作環(huán)節(jié),提供基于大數(shù)據的系統(tǒng)化精準精細醫(yī)療服務。人工智能(Artificial Intelligence)是一項為機器賦予人類行為能力、思考能力、情感能力的科學技術,將人類從繁瑣的腦力勞動中解放出來,代替人類挖掘發(fā)現(xiàn)自然智能,輔助人類開展經濟社會各領域的研判與決策。人工智能對醫(yī)療領域的影響是開創(chuàng)性的、變革性的、顛覆性的。智慧醫(yī)療利用人工智能技術將數(shù)字化人體和數(shù)字化醫(yī)療等高度智慧化,部分代替了以往由人力完成的醫(yī)療工作,構建了從底層基因、中層病癥數(shù)據,到上層診斷和手術的上下一體的,人與機器互聯(lián)、協(xié)作、共進的新醫(yī)療體系。
第一個發(fā)展方向是基因測序。通過搭建基因數(shù)據庫、處理基因數(shù)據、可視化表達基因,基因測序可實現(xiàn)基因組與表型組/疾病組有機關聯(lián)。碳云智能公司發(fā)布了覓我平臺,可以將人體各器官、生命體征和社會行為數(shù)據全局數(shù)字化,進而建立起人體基因數(shù)據與身體運轉數(shù)據的量化關聯(lián)。金準基因公司打造了遺傳病智能化解讀系統(tǒng)—明鑒系統(tǒng),首先提取和處理DNA數(shù)據,然后進行測序分析,最后根據數(shù)據分析的結果完成對疾病的關聯(lián)分析。
第二個發(fā)展方向是輔助診斷。輔助診斷的底層核心是知識圖譜,通過把病癥描述置于知識圖譜中,機器智能通過知識關聯(lián)的映射進行病情的推理和確診。由于知識圖譜構建的工程量和難度,輔助診斷現(xiàn)在發(fā)展較為緩慢。百度公司發(fā)布了其“百度醫(yī)療大腦”產品,通過讓機器學習海量醫(yī)療數(shù)據、專業(yè)文獻、醫(yī)學教材,模擬醫(yī)生問診流程,采集、匯總和整理病人癥狀描述,與用戶進行反復交流和多重驗證,最終給出治療建議。
第三個發(fā)展方向是醫(yī)學影像。機器可根據病人拍攝的醫(yī)學影像資料,對病人病情進行確認診斷。醫(yī)學影像領域發(fā)展較早,已涌現(xiàn)出以匯醫(yī)慧影、醫(yī)眾影像、醫(yī)渡云等為代表的影像云服務公司,同時還出現(xiàn)了DeepCare、推想科技、圖瑪深維、雅森科技等提供智能影像分析與診斷服務的公司。醫(yī)學影像發(fā)展相對其它領域較為超前,但存在大批量數(shù)據標注困難和標注質量控制的問題。DeepCare公司專注于研發(fā)影像識別技術,通過對醫(yī)療影像進行檢測、識別、篩查和分析,尋找新錄入病例與已確診病癥的匹配性,為醫(yī)生診療提供輔助支持;雅森科技則利用數(shù)學模型和人工智能技術定量分析醫(yī)療影像,提高了診斷的精確性。
第四個發(fā)展方向是藥物研發(fā)。人工智能技術可以幫助醫(yī)藥企業(yè)更加快速準確地開展藥物臨床篩選和分析,加快了新藥研發(fā)迭代效率。Atomwise公司依托智能分析技術,可以在分子結構數(shù)據庫中評估出820萬種候選化合物,減少了研發(fā)成本,并縮短了研發(fā)周期。
智慧醫(yī)療產業(yè)鏈主要由智能硬件、診斷工具、醫(yī)聯(lián)平臺、自診平臺、健康管理、醫(yī)藥電商等環(huán)節(jié)構成。目前,人工智能技術從用戶C端和醫(yī)院B端,以及家庭、醫(yī)院兩個場景著手,初步滲透進入智能硬件、診斷工具、健康管理等三個領域,開展基于用戶健康監(jiān)測大數(shù)據、病癥描述大數(shù)據、醫(yī)學知識大數(shù)據等的智慧醫(yī)療服務。
在智能硬件方面,醫(yī)療智能硬件主要有手環(huán)、手表、智能鞋等運動健康類監(jiān)控設備,以及血壓、血糖、腦電等病患監(jiān)測設備。爽樂健康推出了HeHa Qi應用,利用干性電極技術追蹤用戶心臟跳動、睡眠質量和運動步數(shù),為相應用戶提供綜合性健康解決方案??脐册t(yī)療發(fā)布了用于智能醫(yī)療的血壓計和血糖儀、肺功能儀、體脂儀、血脂儀、糖化血紅蛋白檢測儀等智能硬件,打造緊密聯(lián)通用戶、云平臺、醫(yī)護人員的健康管理生態(tài)系統(tǒng)。Ginger公司通過觀測用戶的手機使用習慣,判斷用戶心理狀態(tài)及異常,從而實現(xiàn)心理疾病的在線監(jiān)控管理。
在診斷工具方面,IBM公司開發(fā)的沃森(Waston)醫(yī)療平臺,通過學習超過300份醫(yī)學期刊、200本教科書及近1500萬份文獻進行,能夠為肺癌、乳腺癌、直腸癌、結腸癌等腫瘤患者制定個性化治療方案。2016年8月,沃森醫(yī)療已入駐中國21家醫(yī)院。2015年,Waston僅用了10分鐘時間就為一名60歲女患者準確診斷出白血病,并向東京醫(yī)科大學提出適當康復方案。醫(yī)療人工智能分診工具Airdoc,融合數(shù)學、醫(yī)學、人工智能等多學科知識和技術,在心血管、腫瘤、神經內科、五官等多領域構建了醫(yī)學輔助診斷模型,可根據患者癥狀、既往病史、所在空間、發(fā)病情況等信息,準確判斷出病患潛在疾病并推薦診療方案。需要特別指出的是,Airdoc利用患者眼底數(shù)據,建立起能夠檢測糖尿病視網膜病變的深度神經網絡,診斷效果達到專業(yè)眼科醫(yī)生水平。日本國立癌癥研究中心利用多年積累的患者基因組、血液檢查和圖像診斷等數(shù)據,開發(fā)基于人工智能技術的在線診療平臺,向癌癥患者提供治療方案。
在健康管理方面,WellTok公司與IBM公司聯(lián)合打造智慧醫(yī)療平臺,以數(shù)據分析服務加強個人健康管理和改善生活習慣,還融合了醫(yī)療硬件、醫(yī)療保險、健康內容、健康應用等,豐富了平臺生態(tài)。AiCure公司利用手機終端為患者提供按時用藥的健康提醒服務。
未來,人工智能技術與智慧醫(yī)療產業(yè)的融合力度將不斷加大,同時將進一步促進智慧醫(yī)療產業(yè)的整合提升,催生出一批提供集智能硬件、診斷工具、醫(yī)聯(lián)平臺等于一體的智能云平臺企業(yè)。云平臺企業(yè)打造的智能醫(yī)療助手將為用戶提供無處不在的貼身健康服務,也將成為一系列醫(yī)療軟硬件和綜合服務的一站式獲取出口。用戶可通過語音識別技術與智能醫(yī)療助手進行實時溝通,獲取健康診斷、養(yǎng)生知識、保健建議等信息,并能從智能醫(yī)療助手所整合的設備、醫(yī)藥、醫(yī)生等資源中得到整體解決方案。
同時,人工智能技術將促使醫(yī)療行業(yè)出現(xiàn)更加專業(yè)化、精細化的分工,將出現(xiàn)線上人工、線下人工、線上機器和線上機器等四種類型。醫(yī)務工作者將從大量的診療業(yè)務中被解放出來,將走向復雜度更高、服務更細致的崗位,諸如,不規(guī)則疑難病癥的診斷和高端上門服務;而一批規(guī)則度高、判別難度不大的診斷都將由相應機器實施。
總之,人工智能為智慧醫(yī)療產業(yè)帶來足夠的驚喜,讓醫(yī)療產業(yè)鏈得以進一步優(yōu)化,并讓醫(yī)療行業(yè)走向更高效率與更高層次,未來更加值得期待。
本文轉自HC3i中國數(shù)字醫(yī)療網