當(dāng)醫(yī)療遇上人工智能

梁明月

人工智能看??？五大趨勢全景揭秘未來醫(yī)療。

人工智能來了，未來醫(yī)療會有哪些變化？

人工智能的高速發(fā)展，用機器人替代醫(yī)護(hù)人員，已經(jīng)不是神話。沃森機器人、達(dá)芬奇機器人、機器人護(hù)士、智能物流機器人、配藥機器人……都已經(jīng)投入到全球各大醫(yī)院進(jìn)行工作。

隨著AI+醫(yī)療的進(jìn)一步融合、深入，政策和資金層面的大規(guī)模投入，AI輔助技術(shù)也在多個醫(yī)療細(xì)分領(lǐng)域提供了幫助。世界十大AI科學(xué)家之一、美國四大國家學(xué)院在四院院士，全球人工智能頂級會議NIPS基金會主席特倫斯·謝諾夫斯基在新書《深度學(xué)習(xí)：智能時代的核心驅(qū)動力量》中預(yù)測：基于大數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)將改變醫(yī)療行業(yè)，對疾病提供更快速、準(zhǔn)確的診斷和治療，甚至未來癌癥將變得不再可怕。

AI在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，意味著全世界的人都能得到更為普惠的醫(yī)療救助，獲得更好的診斷、更安全的微創(chuàng)手術(shù)、更短的等待時間和更低的感染率，并且還能提高每個人的長期存活率。從全球醫(yī)療行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r來看，AI醫(yī)療將會在這5個方向深入影響我們的生活。

醫(yī)學(xué)影像識別：讓醫(yī)生多一雙眼

傳統(tǒng)醫(yī)療場景中，培養(yǎng)出優(yōu)秀的醫(yī)學(xué)影像專業(yè)醫(yī)生，所用時間長，投入成本大。另外，人工讀片時主觀性太大，信息利用不足，在判斷過程中容易出現(xiàn)誤判。

有研究統(tǒng)計，醫(yī)療數(shù)據(jù)中有超過90%的數(shù)據(jù)來自醫(yī)學(xué)影像，但是影像診斷過于依賴人的主觀意識，容易發(fā)生誤判。AI通過大量學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)影像，可以幫助醫(yī)生進(jìn)行病灶區(qū)域定位，減少漏診誤診問題。腫瘤影像是目前人工智能在醫(yī)學(xué)影像方面應(yīng)用最多的，其中肺部結(jié)節(jié)和肺癌篩查、乳腺癌篩查、前列腺癌影像診斷三個方面已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)影像診療工作中。

騰訊在加入AI醫(yī)療領(lǐng)域之后推出的第一個產(chǎn)品騰訊覓影，已經(jīng)可以實現(xiàn)早期食管癌篩查、早期肺癌篩查、糖尿病視網(wǎng)膜病變系統(tǒng)和乳腺癌早期篩查。騰訊覓影利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析病人的鉬靶圖片，可以幫助醫(yī)生實現(xiàn)兩大功能：找到疑似病灶（包含腫塊灶和鈣化灶）的位置；分析病人患有惡性腫瘤的風(fēng)險。

2018年6月，由國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心、首都醫(yī)科大學(xué)人腦保護(hù)高精尖創(chuàng)新中心和中國卒中學(xué)會聯(lián)合主辦的“Chain”杯全球首場神經(jīng)影像人工智能人機大賽全球總決賽上，一方是全球首款CT、MRI神經(jīng)影像AI輔助診斷系統(tǒng)，一方是25名全球神經(jīng)影像領(lǐng)域頂尖專家。AI分別以87%、83%的準(zhǔn)確率，戰(zhàn)勝醫(yī)生66%、63%的準(zhǔn)確率，而且兩輪比賽AI均僅用15分鐘左右便答完所有題目，而醫(yī)生卻要苦戰(zhàn)到最后一秒。

智能診療：對誤診說“NO”

智能診療就是將人工智能技術(shù)應(yīng)用于疾病診療中，計算機可以幫助醫(yī)生進(jìn)行病理，體檢報告等的統(tǒng)計，通過大數(shù)據(jù)和深度挖掘等技術(shù)，對病人的醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，自動識別病人的臨床變量和指標(biāo)。計算機通過“學(xué)習(xí)”相關(guān)的專業(yè)知識，模擬醫(yī)生的思維和診斷推理，從而給出可靠診斷和治療方案。智能診療是人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域最重要、也最核心的應(yīng)用場景。

IBM研發(fā)的沃森機器人可以在17秒內(nèi)閱讀3469本醫(yī)學(xué)專著，248000篇論文，69種治療方案，61540次試驗數(shù)據(jù)，106000份臨床報告。通過海量讀取醫(yī)學(xué)知識，沃森機器人在短時間內(nèi)迅速成為腫瘤專家。2012年沃森機器人通過了美國職業(yè)醫(yī)師資格考試，并部署在美國多家醫(yī)院提供輔助輔助診療的服務(wù)。目前沃森機器人提供診治服務(wù)的病種包括乳腺癌、肺癌、結(jié)腸癌、前列腺癌、膀胱癌、卵巢癌、子宮癌等多種癌癥。在中國已經(jīng)有超過200家醫(yī)療機構(gòu)引進(jìn)了沃森機器人，其中已經(jīng)簽約落地的醫(yī)療機構(gòu)分布在全國23個省的45座城市。

藥物研發(fā)：為生命爭取時間

依托數(shù)百萬患者的大數(shù)據(jù)信息，人工智能系統(tǒng)可以快速、準(zhǔn)確地挖掘和篩選出適合的藥物。通過計算機模擬，人工智能可以對藥物活性、安全性和副作用進(jìn)行預(yù)測，找出與疾病匹配的最佳藥物。這一技術(shù)將會縮短藥物研發(fā)周期、降低新藥成本并且提高新藥的研發(fā)成功率。

例如，當(dāng)某人被診斷為癌癥時，智能藥物研發(fā)系統(tǒng)會利用病人的正常細(xì)胞和腫瘤來將它的模型實例化，并嘗試所有可能的藥物，直到找到一種能殺死癌細(xì)胞又不傷害正常細(xì)胞的藥物。如果它找不到有效藥物或者有效藥物組合，那么它就會著手研發(fā)一種能治愈癌癥的新藥。

硅谷的Atomwise利用深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的虛擬藥物發(fā)現(xiàn)平臺技術(shù)，能以前所未有的速度、準(zhǔn)確性、以及多樣性，對小分子藥物進(jìn)行發(fā)現(xiàn)與設(shè)計。Atomwise的官網(wǎng)上有這樣一個例子：利用其獨有的技術(shù)，Atomwise在820萬個小分子中，發(fā)現(xiàn)了一款蛋白互作抑制劑，有望用于多發(fā)性硬化癥的治療。而這種藥物的研發(fā)成本僅為數(shù)千美元，研究周期僅需要幾天。2015年，Atomwise基于現(xiàn)有的候選藥物，應(yīng)用AI算法，不到一天時間就成功地尋找出能控制埃博拉病毒的兩種候選藥物，以往類似研究需要耗時數(shù)月甚至數(shù)年時間。

醫(yī)療機器人：科幻照進(jìn)現(xiàn)實

機器人在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，比如智能假肢、外骨骼和輔助設(shè)備等技術(shù)修復(fù)人類受損身體，醫(yī)療保健機器人輔助醫(yī)護(hù)人員的工作等。目前，關(guān)于機器人在醫(yī)療界中的應(yīng)用的研究主要集中在外科手術(shù)機器人、康復(fù)機器人、護(hù)理機器人和服務(wù)機器人方面。國內(nèi)醫(yī)療機器人領(lǐng)域也經(jīng)歷了快速發(fā)展，進(jìn)入了市場應(yīng)用。

例如，天智航的“天璣”第三代機器人可以輔助醫(yī)生開展四肢、骨盆骨折以及脊柱全節(jié)段手術(shù)，讓患者的軟組織損傷更小、出血量更少、恢復(fù)更快，并減輕醫(yī)生疲勞。在醫(yī)院門診部，科大訊飛的“曉醫(yī)”在全國近100家醫(yī)院“上崗”，為患者提供預(yù)約掛號、問詢服務(wù)、智能導(dǎo)診、路徑指引、報告查詢等多種功能，為醫(yī)院分?jǐn)倢?dǎo)診工作。讓很多人感到痛苦和恐懼的胃鏡檢查，現(xiàn)在患者只需吞下一粒膠囊，在胃里變成“機器人”進(jìn)行螺旋式掃描，將圖像實時傳輸至醫(yī)生電腦，便可快速完成。

醫(yī)療機器人，這個原本只存在于科幻小說、科幻電影中的神奇物種，正在慢慢滲透我們的生活，并逐漸成為新的創(chuàng)業(yè)和投資熱點。相信在不遠(yuǎn)的將來，電影中像“大白”一樣的守護(hù)機器人一定可以研發(fā)出來，成為我們生活中的一員。

智能健康管理：你的私人健康專家

根據(jù)人工智能而建造的智能設(shè)備可以監(jiān)測到人們的一些基本身體特征，如飲食、身體健康指數(shù)、睡眠等。對身體素質(zhì)進(jìn)行簡單的評估，提供個性的健康管理方案，及時識別疾病發(fā)生的風(fēng)險，提醒用戶注意自己的身體健康安全。目前人工智能在健康管理方面的應(yīng)用主要在風(fēng)險識別、虛擬護(hù)士、精神健康、在線問診、健康干預(yù)以及基于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的健康管理。

某些醫(yī)療公司已經(jīng)開始研發(fā)醫(yī)療方面的智能穿戴設(shè)備，通過和智能手機連接，將電子病歷等多渠道的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，人工智能系統(tǒng)可以為病人提供個性化的健康管理方案，幫助病人規(guī)劃日常健康安排。同時，通過手機或者家庭智能終端，用戶可以隨時聯(lián)系智能健康咨詢服務(wù)平臺，獲得專業(yè)的病情分析咨詢。還提供專屬的健康管理人員，提供上門理療，上門送藥等多種服務(wù)。

醫(yī)學(xué)一直緊跟科學(xué)的發(fā)展腳步，科技創(chuàng)新和學(xué)科交叉共同促進(jìn)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的進(jìn)步。谷歌、微軟、百度、騰訊、阿里巴巴等巨頭也爭相進(jìn)入AI醫(yī)療領(lǐng)域，AI醫(yī)療肯定會迎來極速發(fā)展階段。當(dāng)然，從現(xiàn)狀來看，AI在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用還有很長的路要走，期待AI能夠給我們帶來更美好的未來。

作者簡介：

特倫斯·謝諾夫斯基Terrence（Terry）Sejnowski

世界十大AI科學(xué)家之一，美國四大國家學(xué)院（國家科學(xué)院、國家醫(yī)學(xué)院、國家工程院、國家藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院）在世僅3位的“四院院士”之一，全球AI專業(yè)會議NIPS基金會主席。

作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的先驅(qū)，早在1986年，特倫斯就與杰弗里·辛頓共同發(fā)明了玻爾茲曼機，把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)帶入到研究與應(yīng)用的熱潮，將深度學(xué)習(xí)從邊緣課題變成了互聯(lián)網(wǎng)科技公司仰賴的核心技術(shù)，實現(xiàn)了人工智能井噴式的發(fā)展。特倫斯同時是全球最大在線學(xué)習(xí)平臺Coursera最受歡迎課程《學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí)》（Learninghowtolearn）主講人，通過系統(tǒng)講解大腦認(rèn)知的底層知識，讓學(xué)習(xí)者可以改變思維模式，提高學(xué)習(xí)的能力和效率。目前該課程學(xué)習(xí)人數(shù)已經(jīng)超過了300萬。

內(nèi)容簡介：

全球科技巨頭紛紛擁抱深度學(xué)習(xí)，自動駕駛、AI醫(yī)療、語音識別、圖像識別、智能翻譯以及震驚世界的AlphaGo，背后都是深度學(xué)習(xí)在發(fā)揮神奇的作用。深度學(xué)習(xí)是人工智能從概念到繁榮得以實現(xiàn)的主流技術(shù)。經(jīng)過深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練的計算機，不再被動按照指令運轉(zhuǎn)，而是像自然進(jìn)化的生命那樣，開始自主地從經(jīng)驗中學(xué)習(xí)。作為深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的通識作品，本書以恢宏的筆觸，通過3個部分全景展現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)的發(fā)展、演變與應(yīng)用，首次以親歷者視角回溯了深度學(xué)習(xí)浪潮在過去60年間的發(fā)展脈絡(luò)與人工智能的螺旋上升，并前瞻性地預(yù)測了智能時代的商業(yè)圖景。