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人工智能让医疗更智慧

2017-09-04张申宇

中国计算机报 2017年32期
关键词:精准医学人工智能

张申宇

随着大数据、云计算,以及互联网等技术的发展,人工智能这个词已经慢慢地融入到了我们的生活中。而医疗作为一个在全球范围内都备受瞩目的领域,近几年来,在人工智能的推动下也有了飞速的发展。

随着大数据、云计算,以及互联网等各种新技术的发展,人工智能这个词已经慢慢地融入到了我们的生活之中。

人工智能(Artificial Intelligence),简称为AI,它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术和应用系统的一门新的技术科学。人工智能这个词最早出现在1950年,由图灵测试的命名者、计算机科学之父阿兰·图灵提出。

随着半个多世纪的发展,人工智能已经慢慢地融入到了我们生活的方方面面,并且正在改变着我们的生活。作为人工智能所涉及的最早的一个领域——医疗领域,更是在过去几年中有了“质”的飞跃。

AI在医学诊断方面的贡献

作为人工智能最早“攻占”的一个领域,早在几十年前就已经有人将人工智能与医疗诊断相结合,帮助医生做出诊断。世界上第一个计算机临床决策支持系统AAPhelp在1972年由提姆·德-多姆巴尔和苏珊·克莱普于英国研制成功。这套系统使用一种朴素的贝叶斯算法,根据病人的症状计算出剧烈腹痛可能的原因。随着科学家向该系统内输入的症状和诊断数据越来越多,它变得日益精确。到1974年,该系统的诊断精度已经超过资深医生。尽管AAPhelp需要一个晚上的时间才能给出诊断结果,但不要忘了,那时运行的是上世纪七十年代的计算机硬件,那时候人工智能+医疗诊断还因为计算机软硬件的条件受到限制而无法得到普及。

医学在过去几十年的发展之中都离不开人工智能的贡献。而在医学诊断领域,人工智能近几年最大的貢献莫过于“医疗专家系统”。医疗专家系统主要采用了人工智能中的知识推理技术和知识表示技术,用来模拟医学专家对患者的医疗诊断和病情观察,以及治疗等思维过程。它可以通过“学习”医疗专家的临床经验、病理理论等专业医学知识,辅助医生在更短的时间内做出准确率更高的医疗诊断,甚至可以帮助医生解决复杂的医学问题。

现在随着各种新技术的发展,以及计算机硬件的不断优化,计算机的运算速度也已经今非昔比。在医疗领域,尤其是临床诊断方面,人工智能也有了大显身手的机会。

现如今,许多IT行业的知名公司都开始涉足人工智能+医疗的领域,致力于打造一个智慧医疗的医疗体系,而作为这个体系中关键的一环——诊断,是每个公司都想最先“攻占”的市场。过去,一个医生从接触患者到对患者进行化验、拍片,再到医生通过化验结果、看片从而做出诊断可能需要几个小时,甚至几天。而现在,通过人工智能医疗系统的帮助,医生在短短的几十分钟,甚至几分钟之内就可以对患者做出诊断,并且提出治疗建议。而且,通过人工智能分析出的结果,还要比一般医生的诊断结果准确率更高,误诊概率更低,从而为患者带来更快、更准确的医疗诊断。医院可以通过辅助的诊断系统提升医疗效率,同时降低误诊率。

智慧医疗的发展与推广

人工智能不仅仅在医疗诊断方面有自己的贡献,在整个医疗体系的建立方面也有许多贡献。

从医院的角度来看,过去,医院与医院之间是几乎没有沟通的,每个医院都有且仅有自己的病历管理系统。医院是无法连接到外部网络的,而这些病历只能在医院的内部流通,这在很大程度上影响了患者的就诊体验,也影响了医疗的效率和医院之间的病例的分享。如今,随着大数据、云计算等技术的发展,有越来越多的医院开放了自己的网络系统,医院和医院之间得以形成一个“医联体”,从而更好地为患者服务。

联想作为国内的一家大型IT公司,在“医联体”的建设方面做出了很大的贡献。联想早在2013年就开始了在医疗行业的战略布局。众所周知,联想的核心业务一直是PC,之后又涉足移动业务、企业级产品和解决方案等。在中国,金融、电信、政府等这些大行业的信息化市场格局基本成熟,玩家相对固定,机会难觅。反观信息化比较发达的美国,从规模上看,医疗行业是第一大行业,这给了联想一个启示。医疗行业关系着国计民生,而目前国内医疗行业的信息化水平与金融、电信等领先行业相比又远远落后,以信息化手段促进医疗行业变革势在必行。

通过和温州医科大学附属第一医院(以下简称温附一医)的合作,联想帮助温附一医打造了一套属于自己的医疗信息化体系,实现了医疗资源的下沉,从而帮助更多的患者得到更好的医疗服务。如今,集医疗、教学、科研、预防和保健于一体的温附一医,担负着浙南闽东北地区近三千万人口的医疗保健和危重疑难病症救治任务。医院重视管理,积极探索信息化建设新途径,全面开展预约、预存诊疗服务,并自主开发多功能自助服务机,积极改进流程便民、惠民,同时引进先进的医疗管理模式,创建质量监管信息实时监控平台,实行临床路径管理,全面开展优质护理服务示范工程。

而人工智能的应用也不仅仅体现在对于医院信息化的建设上,还更多地体现在医疗体系的建设方面。说到这里不得不提的就是精准医疗了。

精准医疗(Precision Medicine)是以个体化医疗为基础、随着基因组测序技术快速进步,以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术,对于大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用,从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点,并对一种疾病不同状态和过程进行精确分类,最终实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗的目的,提高疾病诊治与预防的效益。

中国早在本世纪初就开始关注精准医学,2006年首先提出了精准外科的概念,得到了国内、国际医学界认可后,被引用到肿瘤放疗、妇科等医学领域,其目标是通过合理资源调配、全流程的成本调控,获得效益与耗费之比的最大化。精准医疗相比传统经验医学有了长足进步,可以通过将精密仪器、生命科学等先进的现代技术与我国优秀的传统经验整合在一起,大大减小临床实践的不确定性,从而在手术中实现“该切的片甲不留,该留的毫厘无损”,在保证精准的同时尽可能将损伤控制到最低。美国医学界在2011年首次提出了“精准医学”的概念,2015年1月20日,奥巴马又在美国国情咨文中提出“精准医学计划”,希望精准医学可以引领一个医学新时代。

精准医疗作为下一代诊疗技术,较传统诊疗方法有很大的技术优势。相比传统诊疗手段,精准医疗具有精准性和便捷性,一方面通过基因测序可以找出癌症的突变基因,从而迅速确定对症药物,省去患者尝试各种治疗方法的时间,提升治疗效果;另一方面,基因测序只需要患者的血液甚至唾液,无需传统的病理切片,可以减少诊断过程中对患者身体的损伤。可以预见,精准医疗技术的出现,将显著改善癌症患者的诊疗体验和诊疗效果,发展潜力大。

精准医疗作为未来医疗行业发展的一个风向标,可以说是大势所趋。未来,我们每个人都会拥有一个属于自己的“私人医生”,这个“医生”是一个虚拟的人工智能系统,它可以通过对人类的遗传基因、过往病历等数据的分析,为每一个人制定出一套属于他自己独有的健康规划,甚至提供一些生活、饮食习惯的建议。而这个虚拟的私人医生可以帮助我们很好地做到疾病的预防、健康的管理。

智慧医疗在争议中前行

在人工智能、大数据,以及云计算等技术对医疗行业做出颠覆性改变的同时,安全的问题也受到了越来越多的关注。个人信息的安全、保密,以及网络的安全问题,一直是大家关注的话题,在医疗行业也不例外。

目前,有越来越多的网络安全解决方案提供商开始在保证医疗信息的网络安全方面推出自己的解决方案,为智慧医疗的发展作出自己的贡献。

另一方面,大家所担心的是随着人工智能在医疗行业的发展,未来会不会出现人工智能彻底取代医生的情况。就目前的发展趋势,以及一些专家、学者的态度来看,这种情况是不会发生的。因为人工智能毕竟是人类开发出来的一个技术,是为了帮助医生更快、更准确地做出诊断,而不是要取代医生。而且作为人工智能,也有其局限性,有些新病例的诊疗还是主要依靠医生的经验的。

虽然现在对于人工智能的争议有很多,但是笔者还是相信,未来,每个人都可以拥有一个属于自己的“私人医生”,这个医生可以帮助我们进行健康管理,在我们生病的时候辅助医生做出诊疗。未来,人工智能会越来越多地被应用到医疗领域,从而提升医疗的效率,以及患者的医疗体验,为人类的健康保驾护航。

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