人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用

李吉亮 周占山 姜思明 富東博

關(guān)鍵詞：人工智能技術(shù)；醫(yī)療領(lǐng)域；信息；診斷與治療

1人工智能技術(shù)分析

人工智能技術(shù)屬于現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，是研究、開發(fā)用于模擬、延伸、以及擴(kuò)展智能理論、技術(shù)的一門新的技術(shù)學(xué)科。人工智能技術(shù)在1956年被提出，并且在初始階段，讓機(jī)器人僅可以展現(xiàn)人的一些行為習(xí)慣。但是，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，其又被重新定義，讓機(jī)器人模擬人類的行為習(xí)慣，理性地思考問題，并做出相關(guān)舉措。另外，從目前的情況來說，人工智能技術(shù)不僅可以像人的大腦一樣進(jìn)行事物的推理以及數(shù)據(jù)運(yùn)算，還具備深度學(xué)習(xí)能力，對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行有效處理，給相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展帶來技術(shù)支持。

2應(yīng)用方式

隨著醫(yī)療領(lǐng)域的不斷發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并將其應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域，如輔助診斷醫(yī)學(xué)影像、疾病輔助診斷與預(yù)測(cè)、醫(yī)療機(jī)器人、輔助藥物、醫(yī)療健康等方面。

2.1輔助診斷醫(yī)學(xué)影像

輔助診斷醫(yī)學(xué)影像是醫(yī)療診斷和治療中重要的一項(xiàng)內(nèi)容，主要是通過應(yīng)用影像進(jìn)行病情診斷，并進(jìn)行有針對(duì)性的治療。人工智能技術(shù)在輔助診斷醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用，需要重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面。

輔助診斷醫(yī)學(xué)影像在醫(yī)療領(lǐng)域中是研究重點(diǎn)和發(fā)展方向。目前，我國每年誤診的病例不在少數(shù)，并且在誤診的病例中，醫(yī)學(xué)影像提供了重要的數(shù)據(jù)和資料，但是醫(yī)學(xué)影像的分析，主要是根據(jù)醫(yī)生自身的多年經(jīng)驗(yàn)以及主觀判斷，這就很容易出現(xiàn)誤診情況，耽誤病患的最佳治療時(shí)間。將人工智能技術(shù)應(yīng)用到其中，可以有效避免該問題的產(chǎn)生，并且醫(yī)學(xué)影像一般可以分為成像和影像兩個(gè)方面，從成像的角度來說，可以有效提升成像速度，影像質(zhì)量更加清晰化。從影像的角度來說，人工智能技術(shù)主要利用算法將需要的數(shù)據(jù)和信息從影像數(shù)據(jù)庫快速提取出來，以此協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行診斷，避免誤診情況的產(chǎn)生。

通過利用人工智能技術(shù)，可以對(duì)視頻影像的質(zhì)量進(jìn)行分析，以及進(jìn)行目標(biāo)分類、檢測(cè)、分割等，可以有效提升檢測(cè)的效率與質(zhì)量。同時(shí)，人工智能技術(shù)在輔助診斷醫(yī)學(xué)影像應(yīng)用時(shí)，可以獲取CT、核磁圖，醫(yī)生僅登錄相關(guān)系統(tǒng)，就可以讀取各項(xiàng)影像資料，并且對(duì)異常部位進(jìn)行標(biāo)注及加以分析，以此保證診斷的準(zhǔn)確性，減少醫(yī)護(hù)人員的工作量。

2.2疾病輔助診斷與預(yù)測(cè)

與人腦相比，計(jì)算機(jī)擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析與整合能力。人工智能技術(shù)在疾病輔助診斷與預(yù)測(cè)中的應(yīng)用，主要利用大數(shù)據(jù)分析、算法計(jì)算、深度學(xué)習(xí)等，提升疾病輔助診斷與預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，通過利用人工智能技術(shù)，可以對(duì)人的相關(guān)基因進(jìn)行檢測(cè)，預(yù)測(cè)潛在疾病的風(fēng)險(xiǎn)，并且通過一系列的診斷影像，進(jìn)行分級(jí)分類治療，保證治療效果處于最佳的狀態(tài)。

2.3輔助藥物

由于受我國傳統(tǒng)中醫(yī)的影響，所以藥物從研發(fā)到臨床使用，一般都要經(jīng)歷12～14年，且其成本也相對(duì)較高，副作用更是無法預(yù)測(cè)，只有通過后期的臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。將人工智能技術(shù)應(yīng)用到輔助藥物中，可以利用計(jì)算機(jī)算法對(duì)藥物中的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)行分析和排列重組后，對(duì)藥物機(jī)械能合成模擬，這樣可以有效降低成本，也可以預(yù)測(cè)藥物的副作用。近年來，逐漸將人工智能技術(shù)應(yīng)用到心血管、腫瘤、預(yù)防傳染病等藥物中。在疫情防控中，通過利用人工智能技術(shù)，對(duì)新冠病毒中蛋白、基因組RNA結(jié)構(gòu)等進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而加快新冠疫苗的研發(fā)與使用。

2.4醫(yī)療機(jī)器人

醫(yī)療機(jī)器人是人工智能技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)，因?yàn)獒t(yī)療機(jī)器人可以減少醫(yī)護(hù)人員在患者康復(fù)治療中的風(fēng)險(xiǎn)與壓力。人工智能技術(shù)在醫(yī)療機(jī)器人應(yīng)用中，主要從手術(shù)機(jī)器人、機(jī)械手臂、外用骨骼機(jī)械臂等方面展開。

從手術(shù)機(jī)器人的角度來說，在手術(shù)中，主刀醫(yī)生通常需要在較為狹小的空間內(nèi)完成精準(zhǔn)的手術(shù)，這時(shí)任何一個(gè)影響因素，都很容易產(chǎn)生手術(shù)失誤的現(xiàn)象，不利于醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展。人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用，可以有效實(shí)現(xiàn)手術(shù)機(jī)器人，并且由于機(jī)器人的底盤相對(duì)較穩(wěn)，所以可以不受時(shí)間的影響，精準(zhǔn)地完成手術(shù)。

從機(jī)械手臂的角度來說，隨著各項(xiàng)信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是5G技術(shù)，遠(yuǎn)程操控機(jī)械手臂實(shí)施醫(yī)療手術(shù)已經(jīng)成為發(fā)展的重點(diǎn)，并且通過利用人工智能技術(shù)，在手臂裝置攝像機(jī)，并且進(jìn)入體內(nèi)后，創(chuàng)口面相對(duì)較小。同時(shí)，機(jī)械手臂拍攝的畫面經(jīng)過3D圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)換并呈現(xiàn)出來，最終完成人工無法完成的手術(shù)，充分體現(xiàn)了醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展的先進(jìn)性。

從外用骨骼機(jī)械臂的角度來說，其屬于一種輔助康復(fù)器具，幫助病患進(jìn)行行走、抬舉等動(dòng)作。人工智能技術(shù)在外用骨骼機(jī)械臂應(yīng)用中，通過利用控制系統(tǒng)、機(jī)械支撐、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感器等系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)其控制。通過利用體感芯片，可以提前感知患者的肢體動(dòng)作，并且加以輔助，幫助患者完成各項(xiàng)動(dòng)作。

2.5醫(yī)療健康

健康管家。人工智能技術(shù)應(yīng)用在健康管家中，可以根據(jù)生理健康情況展開實(shí)時(shí)檢查和分析，并且根據(jù)日?；顒?dòng)情況，對(duì)各項(xiàng)健康數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，然后根據(jù)體檢信息，進(jìn)行健康評(píng)估以及健康管理等。應(yīng)用人工智能技術(shù)可以對(duì)日常健康數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為輔助查詢、導(dǎo)診提供了相對(duì)便利的條件。

運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。人工智能技術(shù)應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中，通過穿戴專門的運(yùn)行監(jiān)測(cè)設(shè)備，將步數(shù)、消耗的卡路里、所攝人的能量進(jìn)行計(jì)算，并且傳送到手機(jī)和服務(wù)器終端，制定出合理的飲食，以保證身體的健康。人工智能技術(shù)應(yīng)用在運(yùn)動(dòng)檢測(cè)中，可以根據(jù)獲取的身體情況，制定合理的運(yùn)動(dòng)量，避免產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)量過大的問題，影響身體健康。

體質(zhì)檢測(cè)。體質(zhì)檢測(cè)主要利用專門的設(shè)備，如傳感器，對(duì)人們的各項(xiàng)生理指標(biāo)進(jìn)行獲取，例如睡眠狀態(tài)、心率、血壓、呼吸等。人工智能技術(shù)在應(yīng)用中，可以將數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與對(duì)比，可以實(shí)時(shí)了解自身的各項(xiàng)技能，是否處于正常的狀態(tài)，且可以及時(shí)預(yù)測(cè)潛在疾病，以便更早地進(jìn)行檢查和治療。

遠(yuǎn)程醫(yī)療。一些大城市經(jīng)常存在掛號(hào)困難以及醫(yī)療資源分配不均勻的情況。隨著人工智能技術(shù)的應(yīng)用，人們可以在網(wǎng)上查找自己的病癥，并且進(jìn)行自主問診，這不僅解決掛號(hào)困難、醫(yī)療資源分配不均勻等問題，也便于人們就診問醫(yī)。通過對(duì)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，可以與醫(yī)生進(jìn)行視頻連接，溝通病情，以保證就醫(yī)效率。

3存在的問題

人工智能技術(shù)在長(zhǎng)期的應(yīng)用中，難免會(huì)出現(xiàn)一些問題，影響其應(yīng)用效果，也不利于人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的長(zhǎng)期發(fā)展。

3.1安全問題

盡管人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，但其根本還是依賴于機(jī)器，機(jī)器普遍存在的弊端無法避免，機(jī)器人進(jìn)行醫(yī)療手術(shù)時(shí)，可靠性無法判斷，無法對(duì)患者的生命負(fù)責(zé)。在醫(yī)療手術(shù)時(shí)，一旦出現(xiàn)意外情況，那么這個(gè)責(zé)任應(yīng)該誰承擔(dān)，是負(fù)責(zé)操作的機(jī)器人，還是主治醫(yī)生，或者生產(chǎn)廠家。機(jī)器人在運(yùn)行期間，一旦機(jī)器運(yùn)行出現(xiàn)異常，就會(huì)造成非常嚴(yán)重的后果。人工智能技術(shù)在應(yīng)用時(shí)，患者信息泄露也成為重點(diǎn)關(guān)注的問題，這樣不僅不尊重患者，也侵犯了患者隱私，不利于醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展。

3.2信息化水平較低

很多醫(yī)院普遍存在信息化水平較低的現(xiàn)象，并且與外界、內(nèi)部的一些信息和數(shù)據(jù)無法共享。人工智能技術(shù)對(duì)于信息化水平的要求相對(duì)較高，如果醫(yī)療水平達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，人工智能技術(shù)就無法正常使用。

3.3公平問題

人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中可以有效提升醫(yī)療診斷的準(zhǔn)確性，給患者帶來較大的好處。但是，公平問題逐漸突顯出來，由于人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中屬于新興的醫(yī)療技術(shù)，目前還是稀缺資源，并且人工智能技術(shù)的成本相對(duì)較高，通常是不在醫(yī)保范圍內(nèi)的，因此，只有較少的人群能享用人工智能技術(shù)。人工智能技術(shù)中深度學(xué)習(xí)法，其實(shí)是一個(gè)典型的“黑箱”算法，很容易使最終的結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差，導(dǎo)致患者在醫(yī)療評(píng)估中，受到不公平對(duì)待，情況如果較為嚴(yán)重的話，還可能引發(fā)醫(yī)療事故，造成非常嚴(yán)重的后果。

4優(yōu)化措施

在了解人工智能技術(shù)應(yīng)用中常見問題后，就需要有針對(duì)性地采取合理的措施，解決應(yīng)用中的各種問題，以此保證人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用效果。

4.1注重患者的隱私

患者疾病屬于個(gè)人隱私，并且屬于一個(gè)非常敏感的問題，因此是否可以提供隱私的醫(yī)療信息和數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過患者本人同意，否則就會(huì)造成非常嚴(yán)重的負(fù)面影響。在優(yōu)化人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用措施時(shí)，一定要注重患者隱私，做好相關(guān)的保密工作。

醫(yī)療信息和數(shù)據(jù)的使用一定要呈現(xiàn)透明的狀態(tài)，并且人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)，需要使用患者個(gè)人的健康信息，輔助完成各項(xiàng)診斷和治療工作，以此保證診斷和治療的準(zhǔn)確性以及效率?；颊邤?shù)據(jù)和信息的采集都應(yīng)當(dāng)處于隱私、保密的狀態(tài)，給予患者足夠的尊重，所以在使用任何數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)透明化的原則，第一時(shí)間告知本人，經(jīng)過本人同意，才能使用，否則不予使用。

患者在接受任何診斷和治療時(shí)，都必須擁有知情權(quán)，并且在同意的情況下，才能實(shí)施診斷與治療。在利用大數(shù)據(jù)時(shí)，針對(duì)所涉及的數(shù)據(jù)和信息，都要經(jīng)過患者同意，避免患者利益受到損失。

根據(jù)現(xiàn)有的情況不斷完善相關(guān)制度，加強(qiáng)對(duì)人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中應(yīng)用的監(jiān)管。針對(duì)手術(shù)機(jī)器人，使用時(shí)需要再三檢查，并在主治醫(yī)師監(jiān)督下完成手術(shù)，且手術(shù)方案需要反復(fù)檢測(cè)，針對(duì)一些特殊情況，可以采取人工和機(jī)器人相結(jié)合的方式，以此減少醫(yī)療事故的產(chǎn)生。另外，在數(shù)據(jù)管理和分析時(shí)，需要對(duì)姓名、住址、電話、身份證等隱私信息打上馬賽克，避免出現(xiàn)泄露的現(xiàn)象。

4.2提升醫(yī)療信息化水平

人工智能技術(shù)可以加強(qiáng)對(duì)醫(yī)療資源的利用，所以在優(yōu)化人工智能技術(shù)應(yīng)用效果時(shí)，需要將先進(jìn)的信息技術(shù)應(yīng)用到其中，如遠(yuǎn)程技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，以實(shí)現(xiàn)醫(yī)院內(nèi)部和外部信息及數(shù)據(jù)的共享。在應(yīng)用人工智能技術(shù)時(shí)，需要與其他技術(shù)相互結(jié)合，如遠(yuǎn)程共享技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)科室之間的相互連接與溝通，但又是相互獨(dú)立的，以保證醫(yī)療系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。

4.3強(qiáng)化公平公正

公平公正的原則基于優(yōu)化人工智能技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中應(yīng)用的效果，主要是啟用形式公正和內(nèi)容公正有機(jī)統(tǒng)一的方式，避免產(chǎn)生不公平的問題。在醫(yī)療診斷和治療時(shí)，需要公平對(duì)待患者，避免產(chǎn)生不必要的問題。

5結(jié)束語

隨著醫(yī)療領(lǐng)域的高速發(fā)展，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域中可以為其診斷和治療帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。但是，在應(yīng)用人工智能技術(shù)時(shí)，需要明確其應(yīng)用途徑，提升醫(yī)療診斷和治療的效果，為患者提供更好的服務(wù)，促使醫(yī)療領(lǐng)域得到更好的發(fā)展。