沈珺

摘 要：隨著信息革命的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，以深度學(xué)習(xí)為關(guān)鍵技術(shù)的人工智能逐漸成為各國(guó)研發(fā)投入的重點(diǎn)，目前已發(fā)展到應(yīng)用階段。人工智能定義為計(jì)算機(jī)具有人類智慧的能力，并能夠自我學(xué)習(xí)，完成需要人類智慧才能完成的任務(wù)。人工智能的關(guān)鍵技術(shù)是深度學(xué)習(xí)，模擬人類大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，讀取、處理大數(shù)據(jù)，并找出其中規(guī)律，完成特定任務(wù)。盡管人工智能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用較晚，但取得的結(jié)果使人振奮。

關(guān)鍵詞：人工智能;醫(yī)學(xué)領(lǐng)域;醫(yī)學(xué)診療;智能技術(shù)

引言

目前人工智能技術(shù)已在醫(yī)療診斷、手術(shù)操作、腦機(jī)接口等方面廣泛滲入，由此可見(jiàn)，通過(guò)人工智能技術(shù)來(lái)促進(jìn)醫(yī)療康復(fù)已成為一種可能，但目前國(guó)內(nèi)將人工智能技術(shù)應(yīng)用于康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究相對(duì)較少，尤其是有關(guān)的理論知識(shí)和應(yīng)用研究尚缺乏針對(duì)性。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，現(xiàn)對(duì)人工智能技術(shù)在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，以期人工智能技術(shù)能夠在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展的更加智能、精準(zhǔn)和專業(yè)。

1 醫(yī)療領(lǐng)域中的人工智能技術(shù)概述

自20世紀(jì)開(kāi)始，我們開(kāi)始致力于開(kāi)發(fā)出機(jī)器學(xué)習(xí)方法，期待解決一些人工無(wú)法解決的問(wèn)題，這便是最初的人工智能技術(shù)來(lái)源。目前研發(fā)的人工智能系統(tǒng)，已經(jīng)可以處理大量的數(shù)據(jù)和知識(shí)如計(jì)算方法、混合智能系統(tǒng)等。然而，人工智能不僅涉及一門(mén)技術(shù)或是一門(mén)學(xué)科，而是多種學(xué)科技術(shù)的融合。通過(guò)人工智能系統(tǒng)，我們可以查找、學(xué)習(xí)、設(shè)定計(jì)劃;另一方面，我們還可以通過(guò)人工智能系統(tǒng)模擬出具體的智能行為，也包括各類醫(yī)學(xué)科研研究過(guò)程。這項(xiàng)技術(shù)打破了限制醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的障礙，即如何有效的探索和分析一些需要應(yīng)用大量知識(shí)來(lái)解決的復(fù)雜性診療問(wèn)題?，F(xiàn)在，醫(yī)學(xué)AI通過(guò)發(fā)展和完善使這些問(wèn)題能被很好的解決，并且為我們提供了精準(zhǔn)的治療方案[1]。

2 醫(yī)學(xué)人工智能技術(shù)的發(fā)展

醫(yī)學(xué)人工智能致力于基礎(chǔ)研究，輔助醫(yī)生完成診療工作、恢復(fù)患者心理和精神健康已有幾十余年。自1970年以來(lái)，醫(yī)學(xué)人工智能相關(guān)技術(shù)就開(kāi)始產(chǎn)生，并逐漸應(yīng)用于分子生物學(xué)、臨床醫(yī)療診斷等領(lǐng)域。在這一階段人工智能取得了很好的效果，奠定了其日后的應(yīng)用基礎(chǔ);直到上個(gè)世紀(jì)80～90年代，人工智能技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，基于知識(shí)處理的醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)得到了迅猛的發(fā)展，在實(shí)際應(yīng)用中也具有很強(qiáng)的實(shí)用性，在這一階段人工智能已經(jīng)在醫(yī)學(xué)中得到了初步的實(shí)際應(yīng)用。進(jìn)入21世紀(jì)后，人工智能的地位越來(lái)越高，醫(yī)學(xué)人工智能技術(shù)也得以發(fā)展，例如眼科學(xué)中的光學(xué)相干斷層掃描、角膜地形圖;影像學(xué)中的機(jī)器學(xué)習(xí)以及智能化算法等。在診療領(lǐng)域通過(guò)建立模型、形成方法，創(chuàng)造更先進(jìn)的系統(tǒng)，使醫(yī)生的診治方案更加精確，甚至有智能機(jī)器人可以輔助醫(yī)生進(jìn)行臨床診療，例如達(dá)芬奇機(jī)器人輔助手術(shù)的新興應(yīng)用，已經(jīng)開(kāi)始用于復(fù)雜的泌尿科、婦科手術(shù)等。目前專家和學(xué)者們正在探索將更多人工智能方法應(yīng)用于不同的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并且運(yùn)用于實(shí)際操作中。

3 人工智能技術(shù)在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 人工智能在圖像視覺(jué)識(shí)別技術(shù)中的應(yīng)用

通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知，目前的康復(fù)器械和患者之間常為一種單向交互方式，對(duì)于需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間康復(fù)的患者而言，其可能會(huì)使患者出現(xiàn)訓(xùn)練完成度不夠，或訓(xùn)練動(dòng)作不到位等問(wèn)題。而圖像視覺(jué)識(shí)別技術(shù)及其衍生的體感技術(shù)雖然是人工智能技術(shù)在提高生活質(zhì)量的一項(xiàng)成功案例。對(duì)于需進(jìn)行康復(fù)的患者可利用該技術(shù)安裝智能攝像頭，使患者以體感游戲的交互方式結(jié)合自身動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)角色轉(zhuǎn)換，完成肢體動(dòng)作的直接交互，最終達(dá)到康復(fù)訓(xùn)練的目的。通過(guò)人工智能的引入，一方面能夠?qū)崟r(shí)捕捉患者的康復(fù)姿態(tài)并進(jìn)行打分，對(duì)于訓(xùn)練不到位的動(dòng)作可給予及時(shí)的糾正，另一方面可有效的實(shí)現(xiàn)主動(dòng)雙向交互，改善患者康復(fù)期間的煩躁?duì)顟B(tài)，增強(qiáng)信心[2]。

3.2 人工智能在乳腺癌治療中應(yīng)用

乳腺癌早期診斷和治療對(duì)患者的預(yù)后極為重要。人工智能通過(guò)評(píng)估和診斷乳腺癌細(xì)胞標(biāo)志物，能做出更適合患者的治療決定。計(jì)算機(jī)化圖像分析乳腺組織數(shù)字化病理大數(shù)據(jù)有助于更快、更精確診斷疾病，人工智能的突破預(yù)示在不久的將來(lái)改變?nèi)橄侔┑臋z測(cè)和治療。乳腺癌是否轉(zhuǎn)移影響治療方案的選擇，乳腺癌淋巴結(jié)腫瘤細(xì)胞的鑒定較為困難，容易出錯(cuò)，特別是微小轉(zhuǎn)移。有學(xué)者開(kāi)發(fā)了用于檢測(cè)乳腺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的人工智能程序，通過(guò)深度學(xué)習(xí)識(shí)別和勾勒出疑似腫瘤區(qū)域，結(jié)果顯示，人工智能判斷病理區(qū)域的準(zhǔn)確度超過(guò)臨床醫(yī)師，且人工智能顯著提高微轉(zhuǎn)移檢測(cè)的靈敏度， 縮短對(duì)微轉(zhuǎn)移和影像的平均審查時(shí)間。有研究報(bào)道，利用人工智能系統(tǒng)檢測(cè)乳腺癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的結(jié)果優(yōu)于醫(yī)師的檢測(cè)結(jié)果，并基于該系統(tǒng)構(gòu)建了人工智能病理檢測(cè)的工作流程和工作框架，為人工智能在病理診斷中應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

3.3 人工智能在皮膚科疾病診斷中的應(yīng)用

皮膚癌是人類惡性腫瘤中最常見(jiàn)的一種，可以通過(guò)視覺(jué)檢查做出診斷，首先經(jīng)過(guò)第一步的臨床篩查，然后進(jìn)一步活檢和組織病理學(xué)檢查。由于皮膚病損有時(shí)僅僅是細(xì)微的變化，所以對(duì)皮膚病損的圖像進(jìn)行自動(dòng)分類是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在識(shí)別許多細(xì)粒度的對(duì)象類別時(shí)有著較大的潛力。臨床圖像的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該模型測(cè)試了兩項(xiàng)任務(wù)：角質(zhì)形成細(xì)胞癌與良性脂溢性角化病、惡性黑色素瘤與良性痣。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在這兩項(xiàng)任務(wù)上的表現(xiàn)均達(dá)到了皮膚科專家的水平。若將該深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)配置于移動(dòng)設(shè)備，患者則可以通過(guò)自我檢測(cè)的方法，快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)自身疾病，對(duì)于疾病的早發(fā)現(xiàn)、早治療有著重要意義[3]。

3.4 人工智能在康復(fù)機(jī)器人中的應(yīng)用

早在20世紀(jì)90年代初，日本、歐洲、北美等地區(qū)已出現(xiàn)多個(gè)康復(fù)機(jī)器人研究中心。目前機(jī)器人在疾病診斷、手術(shù)治療等已經(jīng)有較多臨床報(bào)道， 而術(shù)后康復(fù)對(duì)患者的預(yù)后也發(fā)揮至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的康復(fù)治療操作方法復(fù)雜，人力、物力以及財(cái)力消耗較大，采用康復(fù)機(jī)器人可有效節(jié)約成本，并能獲得滿意療效。早期的康復(fù)機(jī)器人并沒(méi)有采用多自由度，導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)模式相對(duì)簡(jiǎn)單單一，隨后在1987年，英國(guó)一公司研發(fā)出智能康復(fù)訓(xùn)練器、下肢被動(dòng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練器等多款機(jī)器人推動(dòng)了智能康復(fù)的步伐。現(xiàn)階段基于人工智能技術(shù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)采集類似患者在康復(fù)期間的訓(xùn)練模型，結(jié)合深度學(xué)習(xí)和人機(jī)交互系統(tǒng)，在確保足夠安全的范圍內(nèi)，能有效實(shí)現(xiàn)康復(fù)機(jī)器人的交流和控制，更加便于解決康復(fù)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并能使患者得到精細(xì)化訓(xùn)練[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著目前計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域不斷的融合，人工智能已在許多疾病的診斷上可以協(xié)助醫(yī)師，但其仍有許多不足之處，還不能完全取代醫(yī)師的作用。人工智能與各科室疾病診斷的結(jié)合仍需要進(jìn)一步完善。主要是需要更高質(zhì)量的大量病例數(shù)據(jù)，細(xì)化疾病分類，使人工智能模型能得到更充足的訓(xùn)練和完善。人工智能的前景非常廣闊，除了上述的應(yīng)用外，在其他系統(tǒng)疾病中的應(yīng)用也值得期待。

參考文獻(xiàn)：

[1] 毛子駿，劉子靈，周光勇。國(guó)際比較視野下機(jī)器人在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用政策研究[J].科技管理研究，2021，41（10）：49-59.

[2] 柳學(xué)國(guó)，李坤煒，陳歡，等.肺癌低劑量CT篩查中結(jié)節(jié)的分類與處理[J].放射學(xué)實(shí)踐，2017，32（1）：21-27.

[3] 陳壽平，騫森.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[C].上海：第五屆工業(yè)儀表與自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議，2004：63-66.

[4] 曲利軍，劉萬(wàn)陽(yáng)，楊倩，等.人工智能技術(shù)溯源、醫(yī)學(xué)應(yīng)用及其在眼科前節(jié)疾病的應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].中華眼科醫(yī)學(xué)雜志（電子版），2018，8（6）：270.

2842501705361