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人工智能:健康医疗的未来(1)
http://www.100md.com 2019年1月1日 《健康之友》 20191
     当今世界正在经历一场更大范围、更深层次的科技革命和产业变革,人工智能是重要驱动力之一。伴随着数字经济快速发展,人工智能开始向传统的医疗领域进军,人工智能技术相继在肺癌、乳腺癌、心血管病、骨科等领域试验应用,此外,在慢病管理、病历分析、智能化器械、虚拟助手、药物研发等领域也有应用。人工智能的优势在于结合医疗场景的需求,利用深度学习、算法将海量的数据模块化,迅速演算出量化结果,使疾病诊断更加精准,能够减轻临床医生的负担,减少误诊、漏诊。不久的将来,患者用上可穿戴设备,在家打开人工智能系统,就能知道吃什么药。尤其对于高血压、糖尿病、心血管病等患者来说,就诊需求将得到极大满足。

    医学领域从来不缺乏高新技术的应用,越是先进技术,临床疗效越好,越容易受到患者的追捧。人工智能技术也一样,必须在确保信息安全的前提下,针对“适应症”进行临床应用。首先,致力于解决临床需求的痛点、难点,其解决方案应更易于操作、更高效,能以明显优势替代原方案,其模块还要对所有人群都适用。其次,要在医疗机构落地使用。这要求人工智能技术与医疗机构原系统相融合,既能大大提高工作效率,收益也有保障。因此,新技术需要得到权威的临床评估和主管部门引导,同时明确收费价格,并有医保支持。对于医生来说,虽然短期内不会被先进技术取代,人工智能技术更多的是辅助诊疗,诊断方案依然离不开医生。但是,医生与智能机器如何协同并高效工作,还需要时间来磨合。

    当前,新一轮科技革命和产业变革孕育兴起,大数据的积聚、理论算法的革新、计算能力的提升及网络设施的演进,驱动人工智能发展进入新阶段。人工智能正加快与经济社会各领域渗透融合,人工智能在健康医疗领域的应用呈现出快速发展的景象。人工智能在健康医疗领域的应用涉及医疗决策、影像诊断等医疗服务核心,是医疗服务“供给侧”改革。通过“人工智能+健康医疗”,有助于降低医疗服务成本,提升医疗服务效率,提高基层医疗服务能力,有助于破解医疗资源总量不足的问题。

    人工智能在健康医疗领域应用现状

    随着深度学习革命的爆发,视觉识别、语音处理、自然语言处理等技术出现重大突破,人工智能在健康医疗领域应用开始进入百花齐放的阶段。具体主要集中在健康管理、医疗服务、院后康复、临床科研、药物研发行业管理等领域。

    人工智能+健康管理的主要目的在于提高居民整体健康水平,降低大病/大规模疾病爆发的概率。人工智能的加入可以突破这一领域的人力资源障碍,并可以通过辅助手段对医疗资源匮乏地区进行技术补给。人工智能在上述过程中,体现出来的核心价值是:低成本、高效率,提升服务端的“生产力”。

    人工智能+健康管理,主要是通过基因数据、代谢数据和表型(性状)数据的分析,为用户提供饮食、起居等各方面的健康生活建议,帮助用户规避患病风险。

    在家庭場景下,可以使用多种家用便携式测试仪,在家完成血糖、血压、血脂的日常监测,对慢病进行管理。目前,已有致力于情绪调节、心理疾病预测等的人工智能应用,对精神疾病进行管理。通过连续血糖监测和对菜品的图像识别,可发现不同食物的餐后血糖变化,以及实现菜品种类及份量的识别与分析,从而指导用户合理用餐。通过分析历史数据和互联网实时大量搜索查询数据,可跟踪人群传染病病例。

    人工智能在医疗服务中的应用主要有以下3个方面:智能影像诊断、临床辅助决策和手术机器人。

    人工智能的智能医学影像诊断是计算机在医学影像的基础上,通过深度学习,完成对影像的分类、目标检测、图像分割和检索工作,从而协助医生完成诊断、治疗等临床医疗工作。包括:(1)放射影像应用。应用方向包括疾病筛查、病灶勾画、脏器三维成像等;(2)病理影像应用。作为“大影像”的一部分,人工智能已经开始逐步应用于病理诊断,如细胞学初筛,形态定量分析,组织病理诊断包括辅助预后判断、组织学分类以及良恶性肿瘤鉴别;(3)内窥镜影像应用。

    目前,研究较多、较为成熟的是人工智能医学影像的食管癌早期筛查项目。

    人工智能辅助临床医疗决策应用的多款产品已落地并进入日常临床使用,其中包括2014年微软利用Intelligence Engine剖析健康数据,为患者就诊和意外就诊做准备;2015年IBM Watson系统分析医学文献和病患诊疗记录,为患者提供高质量循证型个体化的诊疗方案。

    手术机器人手术主要用于心脏外科和前列腺切除术,外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术,中南大学湘雅三医院在国内率先开展国产手术机器人胃穿孔修补术及阑尾切除术。

    人工智能+康复管理的主要目的在于提高居民的基本生活水平,减轻家人和护理人员的劳动强度。

    随着全球老龄化加速和慢性病患者的激增,康复管理已经成为了全球健康管理的新引擎。护理机器人是将传统的康复护理机理与先进的机器人技术相结合的体现,目前已有智能轮椅和机器人化多功能护理床、仿人护理机器人和饮食护理机器人。使用智能康复机器人辅助治疗,提高了效率和训练强度,目前已有外骨骼机器人和儿童上肢康复机器人。康复辅助器具(以下简称“辅具”)是残障人(包括老年人、残疾人、伤病人)提高生存质量、增强社会生活参与能力最直接有效的手段之一,包括智能假肢、智能矫形器、智能助行器和智能家居与环境控制辅具。虚拟助手应用可实现出院病人的依从性管理,包括院后随访管理及康复监控和远程康复管理。

    人工智能技术加速临床科研,包括疾病病因和治疗方案研究。哈佛大学发起的癌症基因组计划,通过对数千个抗药肿瘤进行研究,并利用强大的计算和机器学习能力,帮助理解癌症如何对药物产生耐药性。在临床研究信息汇总与分析方面,利用机器学习技术从各种公开研究中提取抗体使用数据,解读数百万的研究文章。通过开发的临床试验匹配工具,处理了2620例的肺癌和乳腺癌患者,节省了78%的临床试验筛查时间。

    药物研发人员需要对各种不同的化合物以及化学物质进行测试,这个试验过程中的错误尝试常耗费大量的时间和金钱。目前,人工智能帮助药物研发主要应用的领域:抗肿瘤药、心血管药和孤儿药及经济欠发达地区常见传染病药。抗肿瘤药和心血管药的共同特点就是市场规模大、增速快,2015年的销售金额都超过了1000亿美元。利用人工智能对药物进行挖掘,可以显著降低成本和开发难度。对于孤儿药与经济欠发达地区常见传染病防治药,因为市场价值低,药企的收益不足以覆盖其研发成本,企业积极性不高。利用人工智能则可以节约成本,为罕见病患者和经济欠发达地区的传染病患者提供药物。, 百拇医药(程石江)
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