醫(yī)學(xué)影像診斷及介入式手術(shù)的人工智能應(yīng)用

徐明冬

（蕪湖市第一人民醫(yī)院 安徽 蕪湖 241000）

西方的一些國家在20世紀(jì)60年代就試圖利用計(jì)算機(jī)來診斷斷骨腫瘤，自此以后，人工智能開始了在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的探索，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及信息技術(shù)的發(fā)展，臨床中人工智能的應(yīng)用越來越普遍，在醫(yī)學(xué)影像診斷中，人工智能結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠有效的幫助醫(yī)療工作者進(jìn)行醫(yī)療數(shù)據(jù)的分析和處理，提高醫(yī)療數(shù)據(jù)的質(zhì)量；在介入式手術(shù)中，人工智能的應(yīng)用能夠最大程度上提高手術(shù)的實(shí)施效果。

1 醫(yī)學(xué)影像診斷及介入式手術(shù)的人工智能應(yīng)用

1.1 醫(yī)學(xué)影像診斷的發(fā)展與人工智能

1.1.1 醫(yī)學(xué)影像診斷發(fā)展中面臨的問題

（1）醫(yī)療數(shù)據(jù)質(zhì)量較低

醫(yī)療事業(yè)發(fā)展過程中會產(chǎn)生大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)，當(dāng)前這些數(shù)據(jù)超過90%的都是來自于醫(yī)學(xué)影像，其在分析處理的過程中一般是依賴于人工，導(dǎo)致數(shù)據(jù)經(jīng)常會出現(xiàn)不夠精確的情況，主要是因?yàn)槿斯し治龅倪^程中可能會因?yàn)獒t(yī)生的誤判、人眼視力產(chǎn)生的誤差以及海量圖像信息量的巨大造成數(shù)據(jù)質(zhì)量的下降。

（2）醫(yī)學(xué)影像就業(yè)人員數(shù)量較低

我國醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)年增長率約為30%，而放射科醫(yī)師數(shù)量年增長率約為4%，從中可以發(fā)現(xiàn)，放射科醫(yī)師數(shù)量增長遠(yuǎn)不及影像數(shù)據(jù)增長，因而其中出現(xiàn)的醫(yī)療從業(yè)人員短缺的問題也使得放射科醫(yī)師在處理影像數(shù)據(jù)的過程中承擔(dān)的壓力越來越大，影響工作質(zhì)量。

1.1.2 醫(yī)學(xué)影像診斷的人工智能應(yīng)用

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，醫(yī)學(xué)影像診斷與人工智能的結(jié)合是當(dāng)前應(yīng)用前景最廣闊的一個(gè)領(lǐng)域，在臨床診斷中利用人工智能的計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD）軟件可以有效的幫助患者更快速地完成檢查工作，醫(yī)生也能夠通過提示，對其中可能出現(xiàn)的副作用來輔助診斷，降低誤診概率，有效的提高了患者的生存質(zhì)量和滿意度。當(dāng)前人工智能在腫瘤影像中的應(yīng)用較為成熟，主要有以下幾種。

（1）肺部結(jié)節(jié)和肺癌篩查

傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像診斷中極易出現(xiàn)漏診的現(xiàn)象，尤其是對3mm以下腫瘤經(jīng)常難以發(fā)現(xiàn)，而人工智能的應(yīng)用可以利用數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)一步降低計(jì)算機(jī)輔助診斷（CAD）篩查肺部結(jié)節(jié)的假陽性率，而且這種軟件在實(shí)際應(yīng)用過程中還能夠?qū)Y(jié)節(jié)性質(zhì)進(jìn)行判定，降低醫(yī)生工作強(qiáng)度和人為錯(cuò)誤的發(fā)生率。

（2）乳腺癌篩查

傳統(tǒng)的X線攝影在乳腺癌篩查中能夠?qū)ξ⑩}化灶有著較高的檢出率，但是對腫塊的檢出率則會受到腺體密度的影響，在乳腺癌影像篩查中應(yīng)用人工智能能夠較好的提高診斷速度，同時(shí)還能夠保證準(zhǔn)確度。（3）前列腺癌影像診斷

在前列腺癌影像診斷中通常采用的傳統(tǒng)的多參數(shù)磁共振，但是前列腺多參數(shù)磁共振成像技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中較為復(fù)雜，其中會涉及到較多的序列，極易影響判讀結(jié)果的時(shí)間及其準(zhǔn)確度。而在前列腺癌影像診斷中應(yīng)用人工智能可以準(zhǔn)確進(jìn)行前列腺區(qū)域自動分割和腫瘤體積測定。

1.2 介入式手術(shù)的人工智能應(yīng)用

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，人工智能除了對醫(yī)學(xué)影像的分析以外，介入式手術(shù)的人工智能應(yīng)用也是其中重要的一部分，從早期的手術(shù)機(jī)器人開始，自動化技術(shù)的應(yīng)用就逐漸普及，因手術(shù)過程中的操作環(huán)境比較復(fù)雜，在人體上后進(jìn)行手術(shù)又需要其具備軟易變性的特征，因而還需要進(jìn)一步的研究開發(fā)。當(dāng)前德國人工智能研究中心基于手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用場景將介入式手術(shù)的人工智能應(yīng)用分為“智能輔助醫(yī)療”和“智能手術(shù)機(jī)器人”。

1.2.1 智能輔助醫(yī)療 在“智能輔助醫(yī)療”的研究過程中主要就是探索輔助手術(shù)的方式方法，以便提高手術(shù)成功率。當(dāng)前專家們在智能輔助醫(yī)療的研究中主要是從學(xué)習(xí)專家的手術(shù)技術(shù)和知識、分解和分析手術(shù)機(jī)器人的技巧以及分析手術(shù)流程等三個(gè)方面來嘗試人工智能的應(yīng)用。主要就是因?yàn)樵谂R床手術(shù)的過程中除了精密的醫(yī)療儀器和手術(shù)器械以外，最重要的就是術(shù)者自身對手術(shù)方式方法的運(yùn)用及其應(yīng)對手術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，因而可以通過觀察專家的手術(shù)動作的切換，提取觀察到的專家的動作信息，從而學(xué)習(xí)和提升自身的動作模型和技巧，以便更好的應(yīng)用在臨床實(shí)際中，以便獲得較好的手術(shù)效果。

1.2.2 智能手術(shù)機(jī)器人 智能手術(shù)機(jī)器人主要是通過傳感器獲得多維度的信息，依據(jù)信息內(nèi)容就可以處理醫(yī)療問題，同時(shí)通過機(jī)器人實(shí)體輔助醫(yī)生更好的實(shí)施診斷和手術(shù)。歐洲是研究手術(shù)機(jī)器人最早的國家，相比來說我國的研究并不全面，還缺少理論以及實(shí)踐的支持，因而需要積極借鑒先進(jìn)國家的研究經(jīng)驗(yàn)，不斷進(jìn)行創(chuàng)新。

2 人工智能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用局限

人工智能在各領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)逐漸普及，其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的探索過程中雖然較有成效，但是最終應(yīng)用到臨床卻微乎其微。一是因?yàn)榕R床應(yīng)用本身具有的復(fù)雜性，導(dǎo)致人工智能在實(shí)際應(yīng)用過程中不能準(zhǔn)確搜集到有效數(shù)據(jù)，診斷過程中得出的結(jié)論缺乏可靠性，影響實(shí)際的診斷結(jié)果；二是因?yàn)槿斯ぶ悄苓€沒有完全的與醫(yī)生的工作流程結(jié)合起來，因而并不能完善的對臨床醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和預(yù)處理；三是因?yàn)槿斯ぶ悄懿⒉荒軓?fù)制醫(yī)生工作過程中積累下來的專業(yè)知識、工作經(jīng)驗(yàn)以及思維模式，實(shí)際應(yīng)用過程中還是缺乏基本的人文關(guān)懷。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，人工智能在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中得到探索也不斷的深入，其在醫(yī)學(xué)影像診斷中的應(yīng)用不僅能夠提高診斷效率，還能夠確保診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性；在介入式手術(shù)中的應(yīng)用能夠較好的提高手術(shù)效果，具有廣闊的應(yīng)用前景。因而應(yīng)進(jìn)一步加大對人工智能的開發(fā)和運(yùn)用，不斷促進(jìn)我國現(xiàn)代醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。