专家点评:人工智能技术在医疗健康领域大显身手

近年来,人工智能技术在全球范围内呈爆发式发展,尤其是在医疗健康领域的应用越来越广,这一高新技术已经成为该领域的有力辅助和支撑。正如国际知名学者周海中先生在1990年指出的那样:“随着社会的发展和科技的进步,人工智能技术将在医疗健康领域大显身手;其成果会不断涌现,应用前景令人期待。”

人工智能技术赋能医疗健康领域,不仅提升医疗人员的工作效率,降低医疗成本,而且使人们做到科学有效的日常监测预防,更好地管理自身健康。与医疗健康领域的大数据和物联网一样,人工智能技术在医疗健康领域正迅速成为一个决定性因素。那么具体来说,人工智能技术都在医疗健康领域的哪些主要方面发挥着重要作用呢?

人工智能与医疗健康(图片源自网络)

在诊断方面

人工智能技术不但能够提供包括甲状腺、乳腺、前列腺、卵巢、膀胱、肝脏多种脏器医学影像数据的智能化识别和分析,而且可以为医院影像准段提供快速精准的医疗辅助诊断,从而提高临床诊疗的精准性与效率,减低医生工作强度的同时,减少漏诊与误诊几率,还可以为体检机构提供高质量的影像筛查,快速全面提升筛查诊断水平。例如,美国谷歌旗下人工智能子公司——“深度思维”前不久成功使一种人工智能算法通过分析医学影像检测眼病,其寻找青光眼、糖尿病视网膜病变和老年性黄斑退化这三大眼疾的迹象,比人类专家的判断更为迅速高效。又如,我国医疗健康生态平台——平安好医生的“人工智能医生”通过问诊、检查、智能分析病情,开出药方,患者自主取药等;这不仅可以解决医疗资源供应不足的难题,还可以提升患者看病治疗的效率。未来通过人工智能技术辅助诊断,资深医生可以从繁琐工作中脱离出来,将更多精力放在疑难重症、高危患者救治中。

在手术方面

作为一种重要的职业,外科医生特别是手术医生需要具备丰富的专业知识,还需要掌握精准的手术操作技术,这都需要不断的学习与练习。受学习资料、手术练习材料等软硬件条件的制约,医生进行手术学习和手术操作的难度都非常大。许多大医院正在将人工智能技术应用到手术中,通过数据化和3D技术,将传统的二维图像信息立体化,使医生的病患分析和手术治疗更加轻松精准。例如,以色列医疗服务创新公司Theator与美国梅奥医疗中心合作,将人工智能技术引入手术室,分析外科医生的手术轨迹,将有机会提高全球外科医生的手术技能。又如,我国爱尔眼科医院利用人工智能技术推出创新型手术方式,手术医生可以根据近视患者的情况定制专属的手术方案,为学子们、运动爱好者、特殊职业人群(飞行员、警察、司机等)以及角膜偏薄、睑裂偏小的近视患者提供人工智能化近视手术解决方案,让近视患者又多了一种新选择。

在保心方面

人工智能技术在心脏病学中的应用已有20多年,但考虑到心脏病的严重后果,其进展比较缓慢。人工智能技术的一个例子是植入式除颤器,它可以监测心脏病突发风险患者的心律。如有必要,该设备还可施加电击除颤。从长期来看,可穿戴设备和植入式设备的数据将与电子医疗记录相结合,用于持续监测患者,从而使医生掌握更多关于患者的最新信息。例如,英国牛津大学研究人员最近开发出一种人工智能工具,可以读取普通的CT扫描图,查找心脏发生变化的预警迹象,包括脂肪细胞的细微改变、组织的疤痕以及微小血管的生长。通过分析此类信息的算法,这个人工智能系统可以预测心血管病患者在今后9年内发生重大心脏不良事件的风险。又如,我国睿心智能医疗科技有限公司自主创新研发的冠脉处理平台能够帮助诊断更加精准、可靠,实现血管三维重建精准率达97%,血管自动标注准确率达99%。

在脑机方面

人工智能技术作为一门新兴的的边缘科学,对神经工程的发展起到了重要支撑与推动作用,帮助解决神经工程研究中遇到的诸多难题,从高维度空间解析人类大脑的工作原理。脑机接口技术被称作是人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”,是公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术。例如,美国加州大学旧金山分校最近利用脑机接口技术,首次从瘫痪失语患者的大脑活动中解码完整语句,实现了失语者的“重新发声”;虽然该技术依赖相对复杂的神经外科植入手术,且仅能完成50个常见单词的发声,但其为后续研究开辟了道路。又如,我国华米科技和中国科学技术大学先进技术研究院最近宣布共同建立“脑机智能联合实验室”,结合华米科技在智能可穿戴领域的研发实力和中科大在脑科学与人工智能的研究优势,共同突破脑机接口的关键技术。

在康复方面

人工智能技术可以为神经或肢体受损的患者提供精准康复服务。如今的康复治疗,不光有常见的物理疗法、认知疗法和中医疗法,还有运动疗法、作业疗法等,依托各类智能康复辅具,搭上了高科技的“快车”,让康复训练变成像体感游戏一般,人机交互,匹配度强,评定快,效率高。例如,美国CTRL-Labs公司利用人工智能技术成功研制出读心手环,该手环带有芯片和电极的弹力带绑在前臂,识别从运动神经传向手臂肌肉和手部的电脉冲,设备能在人一产生做某个动作的想法时就能感知到;这项创新为中风、帕金森等疾病患者和截肢残疾人带来了希望,他们有望享受到新形式的康复。又如,我国钱璟康复股份有限公司生产的Flexbot多体位智能康复机器人,可以将躺着的人“竖”起来,同时还可通过带动伤患人士腿部外骨骼等进行步态训练。

在耐药方面

抗生素有助于保持人们的健康;然而,它们的广泛使用导致了抗生素耐药性细菌的产生,全球每年因此有7万人死亡。研究人员使用人工智能技术来鉴定细菌中引起抗生素耐药性的基因,希望通过厘清耐药性产生的机理,有望用于改进现有抗生素效果或开发新型抗生素。例如,美国麻省理工学院的研究人员利用人工智能技术发现发现一种抗生素化合物——halicin,它不仅能杀死多种形式的耐药性细菌,而且还能以一种新颖的方式杀死它们。这项研究既提高了化合物鉴定的准确性和效率,突出了人工智能技术在早期抗生素发现工作中可能发挥的重要作用。以色列理工学院的计算生物学家罗伊·基肖尼表示:“这项开创性的研究,标志着抗生素发现乃至更普遍的药物发现发生了范式转变。”

在制药方面

将人工智能技术中的深度学习技术应用于智能药物研制,通过大数据分析等技术手段快速、准确地挖掘和筛选出合适的化合物或生物,达到缩短新药研制周期、降低新药研制成本、提高新药研制成功率的目的。人工智能技术通过计算机模拟,可以对药物活性、安全性和副作用进行预测。借助深度学习,人工智能技术已在心血管药、抗肿瘤药和常见传染病治疗药等多领域取得了新突破;在抗击埃博拉病毒和新冠肺炎病毒中智能药物研制也发挥了重要的作用。目前,全球已有100多家初创型的企业在探索用于研制新药的人工智能方法,同时跨国药企也不甘落后,如诺华、强生、辉瑞、罗氏、默沙东等著名药企正积极尝试探索与人工智能企业合作。

在医管方面

通过人工智能技术的应用,医疗管理服务也取得了突破性的发展,尤其以运动、心律、睡眠等检测为主的移动医疗设备发展较快。通过智能设备进行身体检测,血压、心电、脂肪率等多项健康指标便能快速检测出来,将采集健康数据上传到云数据库形成个人健康档案,并通过数据分析建立个性化健康管理方案。同时通过了解用户个人生活习惯,经过人工智能技术进行数据处理,对用户整体状态给予评估,并建议个性化健康管理方案,辅助健康管理人员帮助用户规划日常健康安排,进行健康干预等。依托可穿戴设备和智能健康终端,持续监测用户生命体征,提前预测险情并处理,进一步提升医管水平。

由上可知,在人工智能技术的助力下,医疗健康领域正在发生翻天覆地的变化。顺带一提,随着人工智能技术在医疗健康领域的应用不断深入,城乡医疗资源不平衡的问题将得以缓解,人们将享受到共通的高水平的医疗健康服务。可见人工智能技术在医疗健康领域大显身手,其应用前景是十分广阔的;但有必要指出的是,在未来很长的一段时间内,新的医疗技术在很多方面都不会取代医务人员。毕竟,医者仁心,这一点是包括人工智能技术在内的各种高新技术都学不会的。

文/马玲 (作者单位:澳门科技大学医学院)