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利用AI解决基层医疗难题

2017-06-08张礼立王亚擘

中国计算机报 2017年16期
关键词:医学影像人工智能医疗

张礼立+王亚擘

随着人工智能(AI)技术的日益成熟,人工智能已经渐渐地融入到了我们的生活之中,而“AI+医疗”的应用也渐渐普及,相信在不久的将来,“看病难,看病贵”等医疗问题将迎刃而解。

古希腊时期,数字的演绎化有了实质性的进展。数字化的发展一直伴随着人类,但是这种颠覆在30多年前就开始改变了。

随着人工智能技术的日益成熟,数字化已经可以在公共健康,以及众多医疗领域提供服务。例如,在医学影像识别方面,它可以帮助医生更迅速、准确地读取影像;在临床诊断辅助方面,它可以应用于疾病的早期筛查、诊断和手术风险评估,包括在药物研发方面,解决药品研发周期过长等多方面的问题。

从第一部留声机的诞生开始,数字化的颠覆就一直伴随着我们人类社会的进步。人工智能的远景早在1950年就已被图灵提出。人工智慧的定义诞生则是在1956年,由Dartmouth College的一些专家共同提出。人工智慧在20世纪70年代受到打击之后,开始出现新的研究方法。分子生物学已进化到信息科学,出现了新科学——计算生物学和生物信息学。这使统计科学家在医疗健康领域有了用武之地,尤其是微阵列技术创造了新颖的统计学,激发了许多新的生物统计学研究。像是专家系统把问题限定在一个小范围的领域,结合统计、概率、信息理论等方法,直到深度学习技术,以及类神经网络有了新的发展,AI才重新受到了关注。

数字医疗产业的环境

从现状来看,由于公共医疗管理系统的不完善,医疗成本高、管道少、覆盖面窄等问题困扰着大众民生。尤其以“效率较低的医疗体系、品质欠佳的医疗服务、看病难且贵的就医现状”为代表的医疗问题成为社会关注的主要焦点。大医院人满为患,社区医院门可罗雀,病人就诊手续繁琐等问题都是由于医疗信息不畅、医疗资源两极化、医疗监督机制不全等原因导致的,这些问题已经成为影响社会和谐发展的重要因素。目前的医改目标是县域就诊率达到90%,大病不出县,但是实现起来难度也很大。因为医生的时间是有限的,通过远程医疗解决区域分布不均的期盼,也同样会在医生的时间花费上受到限制,所以核心的问题是优质的医生资源不足。

自国家陆续出台了各项医改政策,基层首诊、双向转诊、分级诊疗、资源下沉等便成为了热门话题。各地区也都积极响应,组建“医联体”。我们迫切需要建立一套智慧的医疗健康的平台体系,使患者用较短的等疗时间、支付基本的医疗费用,就可以享受安全、便利、优质的诊疗服务,从根本上解决“看病难、看病贵”的问题,真正做到“人人健康,健康人人”。

医生资源在全世界范围内都仍属于稀缺资源,这种供求关系在一定程度上决定了病患“看病难”的问题,而我国医疗长期存在“重医疗,轻预防,重城市,轻农村,重三甲,轻社区卫生”的现象。从居民自身来看,过多依赖大型医院,从医院角度来看,这种过度依赖加重了就医困难的问题,“一号难求”的现象频发。解决基层医疗资源缺乏的核心就在于给基层医疗机构“赋能”,用人工智能给基层医院“院士级看病的本事”。通俗来讲,把一个院士的看病本事,放到一个笔记本电脑里,带到基层医院,这就是人工智能追求的境界和需要解决的实际问题。

精准医疗的实现需要人与技术的结合

以精准医疗为主的智慧型医院是2015年在美国诞生的思路。智慧型医院从医疗健康产业的整体角度,提出融入更多人工智慧和传感技术等高科技,使医疗服务走向真正意义的智慧化,推动医疗事业的繁荣发展。利用人工智慧、大数据分析的融合和移动医疗等新技术,结合现代化医院的管理流程,逐步形成智能化的全面医疗解决方案。智慧医疗开始走进我们寻常百姓的生活。

从概念上来讲, 以基层医疗健康为出发点的智慧医疗包含了智慧医院系统、区域卫生系统,以及家庭健康系统这三部分。从流程管理角度,基层医疗以如何让病患可以便捷快速地预约挂号为起点。智慧医院必须经过前沿科技应用对医疗机构信息化的全面创新的过程。从狭义上来说,智慧医院可以是基于互联网科技的医院,在数字化医院建设的基礎上,创新性地将现代移动终端作为切入点,将移动互联网特性充分应用到就医流程中。

AI是让人实现超越而不是制造超人

AI对医疗领域和产业的改造是具有颠覆性的,它不仅是一种技术创新,更是在生产力上为传统医疗行业带来变革。AI作为一种技术方法,大规模地用更智能的系统推动更好的决策,也是最近几年才发生的事情。直到今天,由于我们解决了以前很多未能解决的问题,才将医疗AI推向了一个新的高度。除了提高医生的工作效率外,AI还能作为辅助手段,提高诊断准确率,使精准医疗成为可能。

近年来,在医学领域开始导入人工智能数字挖掘与机器学习的技术来筛选有效的医疗信息。

其中,“AI+医学影像”就是关键性的一步。医学影像天生适合互联网+大数据+人工智能。从数量上讲,超过80%的医疗数据来自医学影像数据,优质、大量的数据积累、高性能计算环境和优化的深度学习方法,三者资源配齐,就会构建不断提高的状态模型,这正是人工智能的魅力所在。利用三者的关联,可以大大提高医学诊疗效率,并实现精准医疗。图像智能识别更可以减轻医生的工作量,这就很好地解决了基层优质医生资源不足的问题。

医学影像领域调查数据显示,无论是在国内还是在国外,放射科医师的数量增长速度远不及影像数据的增长速度,也就是说医师的数量远达不到阅片的需求量。

就美国与中国对比来看,美国的人工影像阅片误诊人数为1200万/年,而在中国则达到了5700万/年。在中国,误诊率高且主要发生在基层,这也更好地说明,人口基数巨大的中国,医学影像业务更需要人工智能技术的支持,以此来提升基层的诊断质量与效率。

数字科技推动基层医疗发展

总而言之,无论是对患者、医师还是医院而言,数字健康的运营平台需要把智能、供应链、财务运营和人才管理有机整合起来。数字健康管理平台不仅能够让患者更快速地完成健康检查,还能获得更精准的诊断建议与个性化治疗方案。对医师来说则削减了读片时间,降低了误诊概率,根据人工智能的辅助诊断还能提高诊断质量。而对医院来说,采用数字健康管理平台不仅降低了医院成本,还能够建立一个多元数据库,这是对分级诊疗和远程诊疗的一大技术性帮助,让医院更好地响应国家政策,真正有效地做到“资源下沉”。

虽然从目前情况来看,智能医疗还处于刚刚萌芽阶段,“AI+医疗影像”才刚开始,但不难想象,随着人工智能和医学影像大数据在医学影像领域的逐渐普及和应用,医学影像所面临的准确度和大缺口的问题便可以迎刃而解。

“AI+医疗”的应用未来已在不远处,人工智能将为整个医疗服务生产力的提高做出贡献,也会被写入历史。

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