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智能医学发展与思考

2020-11-12顾晓松

机器人产业 2020年4期
关键词:医学医疗人工智能

新冠肺炎疫情期间,人工智能技术得到快速应用,在辅助诊断等方面发挥了积极作用,让人们对人工智能在医疗领域的应用有了更清晰的认识。在第四届世界智能大会上,中国工程院院士顾晓松围绕智能医学展开了细致讲解和分析,阐明了对发展智能医学的新思考。

以人工智能为核心的新一轮信息技术革命驱动着传统行业转型升级。上世纪90年代以来,深度学习、计算机硬件、大数据的发展推动了人工智能与医学的进步。

智能医学以现代医学为基础,融合人工智能、大数据、云计算、深度学习等相关领域的工程技术,探索人体生命奥秘与疾病发生机理,提升医疗与疾病防控的水平。智能医学是现代医学发展的新方向,是全球医疗卫生产业布局的重点领域,更是人类社会民生健康与福祉的需求。

智能医学内涵

智能医学内涵可归纳为三个方面:智能医学工程,智能与信息化医院、互联网医院和智慧医疗,智能医学伦理、准则、法规与监管。

智能医学工程,将人工智能、大数据、云计算、机器学习、精密制造、自动化等相关工程技术与医学结合,依靠自然科学的重大发现和工程技术的强力支撑,以新理论、新方法、新技术、新的医疗设备不断地发展,解决医学中的难题,提升医疗卫生与健康水平,满足社会发展需求。

智能与信息化医院,为患者提供预约、分诊、结算、随访等线上一站式服务;构建相匹配的网络安全、系统稳定、数据安全等体系;医院内部信息系统集成整合,医疗数据统一管理与共享互用;医院实施电子病历系统,探索与居民电子健康、公共卫生服务数据互融互用。

人工智能在医学中的应用场景众多,例如:健康管理、辅助诊疗、风险预测、药物挖掘、医院管理。

互联网医院是指实体医院、智能与信息化医院以及互联网融为一体的功能平台,它涉及到区域与国家范围内院际之间的医疗信息互动互联、检查结果的互享互认、线上诊断、咨询与药物配送、远程服务、医保异地结算以及分级诊疗健康的新模式。通过互联网医院的建设,不断地提升医疗质量与效率,改善医疗资源配置不平等、不平衡,降低医疗成本,提供便捷优质的医疗资源和医疗服务,增加老百姓的获得感,为老百姓带来切实的健康利益。

智慧医疗,是现代信息技术、人工智能、大数据、互联网、机器人等与医学深度融合、交叉发展的时代产物,是新型医疗模式与医疗手段。它涉及到个人健康管理与医疗信息一体化,从疾病治疗向疾病预防与健康工程方向发展;基于人工智能的临床诊断治疗决策支持系统;人机协同的手术机器人;便捷准确的检测设备与智能诊疗助手;慢病管理一站式服务,显著提升治疗水平,提高医疗服务效率,方便患者,满足民生健康需求。

智慧医疗的概念在近年来被提出,美国、英国、日本以及欧盟在内的多国及相关机构相继出台了一系列智慧医疗建设举措。多国政府和地区机构快速展开医疗人工智能布局,我国起步很早,在2016年至2018年陆续有相关文件出台,美国、印度以及欧盟也开展了布局。

全球医疗人工智能领域基础研究活跃,其中美国和中国引领了全球发展。从论文情况看,1990年至今,全球医疗人工智能发展速度很快,发表论文最多的国家是美国,中国排在第二位,印度排在第三位。全球医疗人工智能领域国际合作活跃,以美国为中心,中美合作最頻繁。全球医疗人工智能领域产出的顶尖成果逐年增多,美国研究质量最高。从全球高被引医疗人工智能论文数量看,目前美国排在第一名,中国排在第二名,之后依次是英国、德国、加拿大等国。

全球医疗人工智能领域基础研究集中在四大方面:医学图像处理,健康医疗大数据的采集和挖掘,基于基因及生物标志物的癌症等重大疾病预测,认知障碍的早期诊断与预测。

中美两国是全球医疗人工智能领域主要技术发源地。中国医疗人工智能专利申请数量占全球总量的38.7%,美国占22.7%。因此,在医疗人工智能专利方面,中国占有优势。

智能医学在新冠肺炎疫情中的应用

第一,预测新型冠状病毒未来传播趋势。基于物联网医学理论和技术的三级联动“COVID-19智能诊治辅助程序”(nCapp)在疫情期间的应用,智能辅助在线监测、定位跟踪、警报联动、随访调度,有利于全程在线发现、监测和管理,并指导治疗。

第二,应用智能交互技术、智能生物识别技术、智能导航控制技术,精准可视,把医务工作者从高频、高难、高危的工作中解脱出来。在医院中,有辅助诊断、智能消毒、自动化医学检验等;在社区中,有智能追踪;在车站和机场中,有红外测温;在实验室中,可缩短分析时间,助力研发新药和疫苗。

第三,影响分析与预后评估。新冠肺炎CT影像综合分析AI辅助系统和新冠肺炎识别与评估预后的人工智能系统,已经在临床应用。

第四,药物研发。新型冠状病毒药物的智能开发筛选,已经在全球很多研究室和公司展开,助力研发用于治疗新冠肺炎的新药。

第五,检验医学。主要体现在智能采血、样本传输、形态学检验、体液细胞分析、微生物检验、冠状病毒抗体检测、检验数据处理、检验结果审核等方面。

第六,远程会诊。

第七,机器人医学护理。

全球医疗人工智能领域技术开发,主要集中在医学图像辅助诊断技术、医疗大数据采集与挖掘技术、生物标记物与基因检测技术、用于疾病监测与健康管理的信息技术、药械等疾病治疗技术五个方向。美国在以上五个方向都有布局,我国在生物标记物与基因检测技术方面,未见相关技术开发成果。

全球医疗人工智能临床试验申办者以高校、科研院所及医疗机构为主。按国家看,美国表现最为突出,在成果转化应用方面走在前列。

美国已有多种类型的人工智能医疗器械获批上市。中国人工智能医疗器械注册审评路径逐渐清晰,但尚未有产品上市。欧盟在人工智能医疗器械注册方面持谨慎态度,在人工智能医疗器械数据的使用和伦理问题上尤为关注。

人工智能与智能医学发展准则思考

第一,合法。尊重所有适用的法律法规。

第二,合乎伦理。尊重伦理原则和价值观。

第三,稳健。既从技术角度考虑,又考虑到其社会环境。

第四,安全。隐私和数据管理必须是安全的。

第五,目标。以人为本,以人人可享受良好的健康医疗服务为目标。

第六,制定“智能医学道德与准则标准”。

发展智能医学,推进健康中国,增强民生福祉是我们共同的责任和担当。

(本文根据“第四届世界智能大会”演讲内容整理而成,未经演讲人审阅)

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