你知道AI医生吗
2019-11-19
关于AI医生和人类医生的比较,机器人是否能代替人类医生
AI技术在医疗领域的应用越来越多,AI医疗影像能有效筛查出早癌,AI医生能降低误诊率,AI医疗平台能帮患者自诊……AI医疗火热掀起临床医学界的大讨论,人们对AI医疗的疑问也越来越多:
AI医疗真的是现代医疗的未来吗?
AI机器人是否会取代人类医生?
医疗AI在临床上都有哪些技术应用?
AI医疗是“贵族医疗”吗?
医疗人工智能(Artificial Intelligence简称AI)是近年来人工智能应用急速裂变的领域,医疗AI在医疗产业的应用会渗透到方方面面,甚至养老产业都可以用到医疗AI。这大大提升服务的满意度和覆盖面,降低服务的成本。
为加快推进医学人工智能应用研究,国家卫健委规划司及各大科研机构组织了多次医学人工智能应用研究讨论会、医疗AI专题协商会、发布《人工智能医疗白皮书》……医学AI应用持续升温,数字化、智能化医疗时代已经到来。
王培军
同济大学附属同济医院副院长、医学影像科主任、医学影像教研室主任、中国研究型医院学会放射学专业委员会副主任委员、中国医学装备协会磁共振成像应用专业委员会副主任委员。在国内外创建并报道了4项CT介入新疗法治疗肝癌等难治性肿瘤。
朱金水
上海交通大学附属第六人民医院消化内科主任医师、医学博士、博士生导师、中华医学会肿瘤免疫专业副主任委员、上海市中西医结合学会消化学会副主任委员、亚太肝病学会委员、上海市消化疾病诊治中心委员。擅长慢性胃病、慢性肝病诊治,尤以胃癌术后并发腹水的综合治疗为甚。
王燕
上海交通大学附属第六人民医院超声医学科主任医师、医学博士、博士生导师、中国超声医学工程学会浅表器官与周围血管专业委员会常委、中国超声医学工程学会颅脑与颈部血管专业委员会常委、上海市超声医学工程学会会长。擅长乳腺、甲状腺、颈动脉及四肢动静脉疾病的超声诊断。
什么是医疗人工智能
论语中讲“工欲善其事,必先利其器”,所以,现代医疗的发展不只依靠医护人员的医疗知识、经验的提升,还需要医疗硬件的升级,医疗人工智能就是现代医疗发展的重要“利器”。
中医讲望闻问切,西医讲试触叩听,从本质上讲,两者都是基于治疗病症的积累提升医疗水平的。而应用的各种仪器设备,是为了让医生更容易看清疾病的表象和本质。医疗人工智能通过汇集医疗数据、病例数据,结合计算机数据算法,是提升“望闻问切、试触叩听”准确性服务的现代医疗工具,人工智能AI目前在医疗临床应用主要有智能影像、智能语音、医学机器人、临床智能决策等。
医疗AI应用的优势
AI能够降低人工误差
AI降低用药剂量误差。以往确定药品的应用剂量取决于指导方针和医生经验的结合,剂量误差占所有可预防医疗过失的37%。美国加利福尼亚州的一项开创性试验发现,在AI的帮助下开发的数学公式,能正确计算用于患者某个器官的免疫抑制药物剂量。这项技术应用将大大降低器官移植后的排斥率。
AI降低医生误诊概率。一般专科医生对本专业之外的医技掌握有限,在跨界的复杂疾病中容易误诊漏诊,误诊率可能达到15%。而医疗AI系统却可以从大量医学工具书、医学杂志、临床诊断手册、医疗电子记录等几乎所有可用的医学知识,通过医疗大数据的支持,大大降低误诊率。
高效、准确辅助诊断
AI系统能够准确记录每位患者的诊疗信息,形成个人医疗档案,为患者未来就医时调用病例提供了很大便利。同时AI诊疗系统还能够帮助医生进行病理、体检报告等统计,自动识别病人的临床变量和指标,判断患者是否可能患有更严重的疾病,对疾病进行分类和诊断,模拟医生的思维和诊断推理,给出可靠诊断和治疗方案。
2017年斯坦福大学的研究小组比较了21位皮肤科医生和AI算法识别皮肤癌的能力,发现AI算法能够对皮肤癌进行分类,具有与皮肤科医生相当的能力水平;2018年全球首场神经影像领域的“人机大战”,AI以高出19%的准确率战胜25位人类医生……AI医疗在分功能上已经超过了人类,并在逐渐应用于临床。
AI能改善医疗护理
医疗AI在虚拟护理、改善现阶段护理能力方面有巨大的潜力。例如目前美国的旧金山加利福尼亚大学(UCSF)和英国的NHS正在使用的AI虚拟护理系统,虚拟的护士头像通过AI驱动与患者互动交流,它可以询问患者的健康状况,评估他们的症状并指导他们到最有效的护理环境。研究估计,由AI支持的虚拟护理每年可以节省200亿美元,节省护士花费在患者护理任务上的20%时间。
中国目前远程医疗低于16个国家的平均水平,但AI护理系统的应用能够大大改善我国基层医疗护理条件,解决城市医院人满为患的问题,以及因为人口和地区分布造成的医疗资源紧张问题。AI技术应用于远程家庭监护,可以帮助老、弱患者和慢性病患者与专业医护人员保持联系,确保他们在需要时获得及时救治和护理。
医疗AI现阶段的临床应用
医疗AI系统用于挂号、分诊
曾经很多患者在挂号看病的时候,常常不能确定自己应该去哪个科室,应该去看哪位医生。但现在,AI问诊平台就能够解决这一问题,例如在百度医疗大脑、平安好医生、阿里健康、腾讯睿知等手机APP或医疗网站就可以完成初步问诊、分诊、预约挂号等工作。
这些AI问诊平台应用起来也很方便,患者只要输入症状、过往病史等信息,通过与AI系统对话的形式就能进行自诊。AI系统结合采集到的生命体征数据,为患者的自诊进行个性化匹配,对智能问诊的对话和预诊结果进行精准引导,帮助患者判断是否需要去医院、选择看哪个科、看哪位医生。
患者再不用排长队挂号、在医院的各个科室来回跑,这项AI技术打造的智能诊疗大大提升了患者及时就诊的概率和效率,将成为人工智能在医疗领域最重要、最核心的应用。
医疗AI系统检测阿尔兹海默病
AI血液测试有助于早期阿尔茨海默病的检测
到现在为止,阿尔茨海默病仍然没有有效的治疗手段,但不久前IBM公司利用医疗AI的机器学习(计算机模拟或实现人类的学习行为)或可在疾病检测、早期治疗上有突破性进展。
根据现阶段对阿尔茨海默病的研究,医生可以通过对人脑脊液中β淀粉样蛋白的浓度判断患病风险。但是因为获取脑脊液的高度侵入性和费用的昂贵,无法作为早期检测。研究人员利用机器学习的能力找到了一种方法来检测与阿尔茨海默病相关的生物标记物(一种叫做β淀粉样蛋白的肽)。这样,通过识别血液中的蛋白质,预测脑脊液中生物标志物的浓度,在阿尔茨海默病症状开始出现之前就检测出个体的患病风险,准确率高达77%。
AI系统能比医生早6年检测出阿尔茨海默病
通过AI在脑图像观测上的应用,新的深度学习技术能够识别密集成像数据中更微妙的模式,观察到脑细胞新陈代谢的微小变化,从而能够预测所有进展为阿尔茨海默病的病例——具有82%的特异性和100% 敏感性,与放射科医师相比,诊断时间平均提前了75.8个月。
尽管AI对于阿尔兹海默病检测治疗还处于测试的早期阶段,但这个测试可以发现处于疾病早期阶段的人,有机会减缓甚至停止疾病进程。这为阿尔茨海默病的治疗研究提供了新的方向。
医疗AI系统用于临床手术
心脏临床手术
今年4月,我国完成了首例AI+5G心脏手术,为心脏病患者“补心”,成功将AI技术落地应用在临床手术中。手术中采用了人工智能的图像压缩传输、智能影像去噪,以及智能心脏建模,两分钟内就完成了曾经需耗时2~6小时的建模,并自动生成3D打印机可识别的3D数字心脏模型(STL格式),直接用来打印出实体1∶1心脏模型,为医疗专家提供了更方便、更快捷、更准确的诊治条件。
骨科临床手术
目前已有AI辅助机器人应用于骨科临床手术中,在对9个手术部位的379名骨科患者进行的一项研究发现,与外科医生单独手术相比,由Mazor Robotics(马佐尔机器人有限公司)创建的AI辅助机器人技术使手术并发症减少了80%。在骨科手术中研究发现,AI辅助机器人手术可以减少并发症和错误处理,从而使患者术后的住院时间缩短21%。因为在骨科手术过程中,AI辅助机器人技术通过分析术前医疗记录中的数据,实时对外科医生的器械操作进行指导,它还使用了来自实际手术经验的数据,并告知医生新的手术技术,大大降低了手术的误差。
AI医生是否会替代医生
现在智能机器人在医疗领域的应用越来越多,沃森医生、茉莉护士都进入了临床医疗,临床医学界也掀起了一场关于AI医生与人类医生比较的大讨论。机器人是否会取代人类医生?
专家认为,AI医生将成为医生的得力助手,但不会取代人类医生。AI医生的基础是大数据和计算机技术,其中AI医生是依靠计算机算法,通过整合、分析大数据的方式对患者进行诊断、提出治疗方案,AI医生的诊疗方式会比较刻板,一个一个的数据筛选,而人类医生通过长期经验积累,可能一眼就能判断出患者的病症,诊疗方式的灵活是AI医生无法比拟的。其次,AI医生不可能掌握所有人体的变化数据,比如一些罕见病症病例,没有充足的数据可供参考分析,AI医生就无法做出判断。人类医生可以根据病人的现实状况灵活调整诊疗方案。AI医生只能对已发现的病症诊疗,它的诊疗超不过数据,所以说AI医生无法替代人类医生。AI医生不是要取代医生,而是使健康医疗变得更人性化。
我国AI技术在医疗影像领域的发展已经比较成熟,那么在临床上都有哪些技术应用?相比传统的技术有什么优点呢?
肿瘤影像是目前人工智能在医学影像方面应用最多的,比如近年比较受关注的“胶囊胃镜”机器人,胶囊胃镜随水吞服,通过体外磁感遥控检测病变。
78岁的王老伯肚脐周围经常莫名的疼痛,而且这样的腹痛整整持续了58年,有时甚至痛到要休克。胃镜、肠镜等各种消化道检查,始终没有找到元凶。在机器人内镜的帮助下,终于找到了病因,是小肠出了问题。上海第六人民医院消化内科朱金水主任说,其实小肠疾病的发病率不低,我国的发病率估计在6-8%左右,但过去缺少小肠疾病相关的精准诊断技术及方法,很多小肠疾病无法被发现,包括一些顽固的持续性的腹痛,或者莫名的腹痛腹泻。而应用磁控机器人内镜诊断小肠疑难疾病,让我国小肠疾病诊治水平迈上了新台阶。
53岁的陈阿姨做电子胃十二指肠镜时,“AI医生”发现了埋藏在胃壁里的肿瘤,因为发现及时,陈阿姨被诊断为早期胃癌。以前仅凭肉眼很难检测到如此隐蔽位置的肿瘤,等到发现时,可能已经到了中晚期。而早期癌症的治疗费用大概是2万到3万元,不需要开刀、化疗,只要在内镜下切除病灶就可以了,治疗效果好,患者5年生存率在80%~90%。并且,AI内镜技术将食管、胃镜检查的操作时间缩短了一半,大大减轻患者的病痛,还节省了时间和金钱。
除胃癌筛查和消化道疾病诊断,肿瘤影像中关于肺部结节和肺癌筛查、乳腺癌筛查、前列腺癌影像诊断等也已经广泛应用于临床诊疗中。
AI是高科技,那么AI医疗是“贵族医疗”吗?普通大众可以享受到AI医疗的优质服务吗?大家可以负担得起AI医疗吗?
AI医疗的开发不只是要提升医疗能力和水平,还有一个主要的目的就是解决我国医疗资源紧张问题。所以AI医疗从开始就带着面向普通市民、面向广大群众的属性。AI医疗的应用将大幅度提高医院的诊疗能力,节省医疗资源,帮助患者及早发现病症、及早治疗、精准治疗,节省患者在医疗上的经济、精力消耗。例如目前胶囊胃镜机器人只需要不到四千块钱就能完成无痛胃镜检查;再如,我国广州正在推进的“破解贫困地区的资源限制,打通精准扶贫最后一公里”AI医疗入乡村活动。现在通过这类活动,一些贫困村已经成功实现了AI医生村村通。而且有关部门还在继续通过AI医生打造健康管理省、县、镇、村一体化的云平台,实现医疗健康信息数据的互联互通,为群众民生健康提供更丰富优质的医疗服务。