浅谈人工智能在医疗领域的应用

王海学 汪冬 李建华 魏洪河

摘要：本文简述了人工智能的概念及发展情况，介绍了人工智能在医疗机器人和远程医疗方面的应用，以及人工神经网络的发展。

关键词：人工智能；医疗机器人；远程医疗；人工神经网络

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）33-0257-02

随着人工智能技术的不断发展，其应用的场景也是越来越多，医疗背后所具备的发展空间有效地促进了医疗人工智能技术的发展，现如今许多科技巨头积极研究人工智能，传统医疗企业也纷纷跨向了这个技术行业，并且取得了非常好的成果，人工智能技术逐渐取得了较大的影响，这也成为提升我国医疗服务水平的重要因素。

一、人工智能概述

人工智能这一概念在20世纪中期被提出，此后人工智能的研究在专家系统、定理证明和机器学习以及人工智能语言等方面都取得了令人骄傲的成就。人工智能是一门研究如何构造智能机器和智能系统，使它能模仿、拓展人类智能的科学手段[1]，在经历寒冬之后，重新回到人们的视野，并且获得重视的过程当中，俨然已经成为当下非常重要的技术，为我们的社会创造出重要的价值。

二、人工智能取得的突破

人工智能在博弈中的成功是举世瞩目的，当人工智能作为一门新兴学科出现时，人类就研制出了跳棋程序，并且成功地击败了人类自身。从1956年开始，计算机与人类的较量从未停止，曾有人预测说十年内计算机可以击败人类的世界冠军，但是只有在40年后深蓝计算机才击败国际象棋棋王卡斯帕罗夫，这比预测迟了30年。但从1996年人机大战的第一盘比赛开始，就意味着从此国际象棋领域再无人类的位置。而围棋对于人类而言，一直自信于不会被计算机所取代，但结果还是意想不到，围棋高地最终也被计算机所占领。2017年5月23日至27日，AlphaGo在乌镇以3∶0轻松击败围棋排名世界第一的柯洁，这不得不称为奇迹。因为围棋的复杂度远远地超过象棋，这奇迹的产生归结于技术产生了巨大的颠覆和突破。

三、人工智能在医疗中的应用

（一）医疗机器人

随着科学技术的发展进步，医学领域对于外科手术方面的要求越来越高，而微创外科的出现则弥补了这一空白，在最近的十几年当中，微创外科在医学领域被广泛应用。在1987年，法國的一位医生在偶然当中完成了第一例腹腔镜胆囊切除术，他没有想到这一场手术标志着新的医学领域里程碑的诞生。微创手术在手术过程中仅仅产生很小的创伤，病人感觉到轻微的疼痛，这才是微创手术的最佳体验。微创手术需要用腹腔镜、胸腔镜等相关的设备进行手术，这就需要现代工业技术有足够的能力为微创手术提供精密的医疗器械设备，保障手术顺利进行。由此可见，现代工业技术与医疗领域基本融合，在此基础上所产生的医疗机器人，便是其中的佼佼者。机器模仿人类的行为，已经有很长的历史了，作为一种重要的技术，医疗机器人也正在悄悄地改变着医疗行业，医生的负担被减轻，有更多的时间去提高医疗水平，赋予机器人更全面的知识和能力。

1.国外发展情况。目前人工智能如此火爆的原因之一，便是达芬奇手术机器人在全世界范围的推广影响。作为一个医生控制台方便，床旁机械臂系统精密，成像系统清晰的微创手术工具，已经在医学多个领域的手术当中成功使用[2]。近几年当中，全球的达芬奇机器人手术系统装机数量逐年增加，由此可见这套系统的精确性和平稳性。

2.国内发展情况。我国在2006年引进了第一台达芬奇手术机器人系统，并且进行了中国第一例机器人心脏微创手术，这实现了我国微创手术技术的一次巨大飞跃。但是全自主研发的医疗机器人起步较晚，“妙手A”系统是国内最具代表性的手术机器人[3]。医生在一块大屏幕后根据实时的三维图像对机器人进行遥控，并且根据机器人反馈回来的信息随时调整制订精确的手术方案为病人提供最佳的医疗服务。目前“妙手A”系统在很多的技术指标上已经走到了达芬奇系统的前面，并且其成本比达芬奇系统更低，这大大降低了机器人手术的费用。

从传统的开刀手术到机器人手术人类历经了三个世纪的时间，不断地摸索，不断地取得突破性的进展，这是人类的智慧。如果机器能够拥有这样的智慧，医疗机器人将会在医学上产生不可估量的推动力，但是目前医疗机器人并不能自己进行运动，不能脱离人的操控，机器人技术属于前沿技术，还有很长的路要走，而我们也希望在未来的发展当中，创造出更加充满智慧、充满智能的医疗机器人自主地为病人进行手术，那样发展前景将是非常广阔的。

（二）远程医疗

自从人类迈进信息时代、互联网时代，人工智能远程医疗这一医疗模式才有了长足的发展，信息技术、通信技术、医疗技术构成了人工智能远程医疗的三大支撑技术。随着科学的突破性进展，目前人工智能远程医疗覆盖的领域有远程会诊、远程诊断等方面。

我国是世界上最大的发展中国家，幅员辽阔人口众多，城市和农村存在着贫富差异，医疗条件更是不同，存在着医疗分布不均衡、病人治疗不彻底等问题。对于偏远山区的人们来说，需要的就是在任何时间、任何地点都能够得到及时的医疗保健，唯独远程医疗可以让欠发达地区的患者也能够接受大医院专家的治疗，真正地做到不用跑医院在家里就能看病。可见，这种崭新医疗模式的产生使这个愿望变成现实。

建立远程医疗诊治网络，有助于缓解基层人民看病贵看病难的问题。随着人工智能与健康医疗服务深度融合，远程巡诊机器人等智能化的远程医疗产品相继推出，能够让更多患者享受到科技带来的更加智能动态的便捷医疗服务。

（三）人工神经网络

人类从未停止过对于认知的探索，早在公元前400年左右，就出现了有关记忆和思维的论述，人类认知的性质和起源究竟在哪里，一直吸引着人们的注意力。人类拥有智慧，但是因为脑科学发展的限制，人类对于自己的大脑仍所知甚少，需进一步探索。

人类之所以有别于其他生物，充满智能，就是因为会自我学习，而一个学习过程本质上是学生把老师提供的信息转换成能被自身理解并应用的形式，基本可以分为机械式学习、讲授式学习、类比学习、归纳学习、观察发现式学习等。人类创造了计算机，但是并没有配上一颗像人脑一样超先进的CPU，不具备学习能力，无法进行与人脑一样的运算活动，处理那些不完善的，不确定的问题。

1943年MP模型被建立，从此人工神经网络划时代地出现在人们面前。这个成果是人们在研究自身大脑的时候所启发的，融合了现今一系列脑神经科学的研究成果。试图用大量的处理单元模仿人脑神经结构来实现自适应、自组织、自学习能力[4]。

人工神经网络从最初概念的提出和基本理论的应用，一直到今天的全球性研究热潮，已经走过了近百年的历史，无论是实验室研究还是投放市场的应用，都取得了令人瞩目的成果，但是目前人工神经网络还只是对生物神经系统的某种特定性能的简单模拟，没有达到人们理想当中的性能，所以还需要继续研究，以发展人工神经网络的巨大潜能。

四、结语

人工智能技术的发展，远远地超过了互联网与大数据，与此同时也出现了许多实验性的成果[5]。倘若人工智能技术更加灵活地应用到医疗领域中，便能够更加准确、更加科学地识别诊断方案，为患者提供更佳的治疗服务，大大地推动我国医疗事业的发展，具有十分广阔的应用前景。

参考文献：

[1]查晓阳.医疗领域中人工智能技术的应用分析[J].电脑知识与技术，2018，（1）.

[2]陈广飞，周丹，张茜.达芬奇手术机器人系统在医疗中的应用[J].机器人技术与应用，2011，（7）.

[3]张国，朱宝琳.国产机器人“妙手”做手术[N].中国青年报，2014，（4）.

[4]孔祥溢，王任直.人工智能机在医疗领域的应用[J].医学信息学杂志，2016，（11）.

[5]赵飞，兰蓝，曹战强，孙昊，尹新，金征宇.我国人工智能在健康医疗领域应用发展现状研究[J].中国卫生信息管理杂志，2018，（6）.