近年(nián)来,人工智能技术在医疗(liáo)健(jiàn)康领域的应(yīng)用(yòng)越来越广泛;医疗工作者(zhě)采用这一先进技术来改(gǎi)善患者(zhě)就(jiù)医体验(yàn),提高(gāo)医疗流(liú)程效(xiào)率(lǜ)。可以说,人工智(zhì)能技术如今(jīn)已经(jīng)成为医(yī)疗(liáo)健康领域的有力辅助和支撑(chēng)。正如(rú)我国著(zhe)名学者(zhě)周海中教授在20世纪90年代初(chū)指出的那样(yàng):“随着社会的发展和科技(jì)的进步,人工智能技(jì)术将在医(yī)疗健康领域大显身手;其(qí)成果会不(bú)断涌现,应(yīng)用前景令人期待。”
人(rén)工智能技术赋(fù)能医疗健康领(lǐng)域,提升(shēng)医疗(liáo)人(rén)员的工作效率,降低医疗(liáo)成(chéng)本,并且使(shǐ)人(rén)们做到科学有(yǒu)效的日常(cháng)监测预(yù)防,更好(hǎo)地管(guǎn)理自身(shēn)健(jiàn)康。与医疗健康(kāng)领域的大数据和物联(lián)网一样,人工智能技术(shù)在医疗健康领(lǐng)域正(zhèng)迅速成(chéng)为一个决定性(xìng)因素。那(nà)么具体来说,人工智能(néng)技术在(zài)医(yī)疗健康(kāng)领域的哪些方面发(fā)挥着(zhe)重要作用呢?下面就简要(yào)地谈谈人工智能技术在医疗健康领域所(suǒ)发挥的重(chóng)要作用:
在(zài)诊断方面
人工智能技术不但可(kě)以(yǐ)提供包括(kuò)甲状腺、乳腺、前列腺、卵巢、膀(bǎng)胱、肝脏多种脏器医学影像数(shù)据(jù)的(de)智能化识别和分析,而且(qiě)可以(yǐ)为医(yī)生(shēng)提供快速精准的医疗辅(fǔ)助诊断,从(cóng)而提高临床诊疗(liáo)的精(jīng)准性与(yǔ)效(xiào)率,减(jiǎn)低医生工作强度的同时,减少漏诊与误诊几率(lǜ),还可以(yǐ)为体检(jiǎn)机构提供高(gāo)质(zhì)量(liàng)的影像筛查,快(kuài)速全面提(tí)升筛(shāi)查诊断水平。例如,美国谷歌旗下人工智能子公司——“深度思(sī)维”最近成功使一(yī)种人工(gōng)智能算(suàn)法通(tōng)过分析医学影(yǐng)像(xiàng)检测眼病,其寻(xún)找青光(guāng)眼、糖尿病视网膜病变(biàn)和老年性黄斑退化这三大眼(yǎn)疾的迹象(xiàng),比人类专家的判断更为迅(xùn)速(sù)高效(xiào)。又如(rú),我国医疗健康(kāng)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(qǔ)药等;这不仅可(kě)以解决医疗资源供应不足的难题,还可以提(tí)升患者看病治疗的效率。再如,新(xīn)冠肺(fèi)炎(COVID-19)的快速鉴别和实时诊断在(zài)临床中非常重要;我国武汉同济医院专家团队通过临床数据和(hé)人工智能技术结合(hé),研发(fā)出可以通过“听(tīng)诊”识别新冠肺炎的新技术。
在手术方面
作为一种(zhǒng)重(chóng)要的(de)职业,外(wài)科医生(shēng)特别是手(shǒu)术医生需要具备(bèi)丰富的专业(yè)知识,还(hái)需要掌(zhǎng)握精准的手术(shù)操作技术,这都需要不(bú)断的学习与练习。由于受学习资(zī)料、手术练(liàn)习材料(liào)等软硬(yìng)件条件(jiàn)的制约,医生进行手术学习和手术操作的难度都非(fēi)常大(dà);因(yīn)此许多大医院都将人(rén)工智能技术(shù)应用到手术中(zhōng),通过(guò)数据化和3D技术,将(jiāng)传统的二(èr)维图像信息立体化,从而使医生(shēng)的病患分析和手术治疗更加轻松精准。人(rén)工智能技术(如手(shǒu)术机器人(rén)系(xì)统)最(zuì)初用于泌(mì)尿外科的微创手术,如前列(liè)腺切除手术,现在已(yǐ)经广泛应用于(yú)胸腔、腹(fù)腔手术,比(bǐ)如肺癌的治疗,食管癌(ái)的治疗,纵隔肿瘤的(de)辅助治疗等。例如,我国天津(jīn)爱尔眼科医院利用人工智能技术推出创新(xīn)型手术方式(shì),手术医生(shēng)可以根据近视患者(zhě)的情(qíng)况定制专属(shǔ)的手术方(fāng)案,为学子们(men)、运动爱好者、特(tè)殊(shū)职业(yè)人群(飞(fēi)行员、司机等)以(yǐ)及(jí)角膜偏薄、睑裂偏(piān)小的近视(shì)患者提供人工智能(néng)化(huà)近视手术解决方案,让(ràng)近视(shì)患者又多了一种新选择(zé)。
在保心方面
人(rén)工智(zhì)能技术在心脏(zāng)病(bìng)学中的(de)应用已有(yǒu)20多(duō)年,但(dàn)考虑到心脏(zāng)病的严重后果,其(qí)进展比较缓慢。人工智(zhì)能技术(shù)的一个例子(zǐ)是植入(rù)式除颤(chàn)器,它可以监测心脏病突发风险患者的心律。如有必要,该设(shè)备还可施加(jiā)电击除颤。从(cóng)长期来(lái)看,可(kě)穿戴设(shè)备(bèi)和植(zhí)入式设备的数据将(jiāng)与电子(zǐ)医疗(liáo)记录相结(jié)合(hé),用(yòng)于持续监测患者,从(cóng)而使医生掌握(wò)更多关于患者(zhě)的最新(xīn)信息。例如,英国牛津大学研(yán)究人员(yuán)最近开发出一种人工智能(néng)工具,可以读取普通的CT扫描图,查找心(xīn)脏发生(shēng)变化的预警迹象,包括脂肪细胞的细微改(gǎi)变、组织的疤痕(hén)以及微(wēi)小血管的(de)生长。通过分(fèn)析(xī)此类信息的算法(fǎ),这(zhè)个人工智能系统可以预测心血(xuè)管(guǎn)病患者(zhě)在今后9年内发生重大心脏不良事件的风险。
在(zài)脑机方面
人(rén)工智能技(jì)术作(zuò)为(wéi)一门新兴的信息(xī)科学技术,对神经工程的发展起(qǐ)到了重要支撑与推动作(zuò)用,帮助解决神经工程研究中(zhōng)遇(yù)到的诸多难题,从高(gāo)维度(dù)空间(jiān)解析人类大脑的(de)工(gōng)作原(yuán)理。脑机接口技术(shù)被称作是人脑与外界沟通交流(liú)的“信息高速公路”,是公认的新一(yī)代人机交互和人机混合智能的关键核心技术,甚至被美国(guó)商务(wù)部列为14项出口(kǒu)管制技术之(zhī)一(yī)。例(lì)如,美(měi)国Neuralink公司计划在2022年开发出首个用(yòng)于治疗(liáo)脑(nǎo)部疾病的(de)脑(nǎo)机接(jiē)口产品;未(wèi)来该公司将开发高生(shēng)物(wù)相(xiàng)容(róng)性的植入神经接口(kǒu),实行人工智能技术植(zhí)入人脑,取代人类的自然(rán)语言交(jiāo)流,实现颠覆性的智能人机接口技术,帮助脑中风患(huàn)者恢复自理能(néng)力,过上正常(cháng)人(rén)的生(shēng)活。
在耐(nài)药(yào)方面
抗生素(sù)有助于保(bǎo)持人们的健康;然(rán)而,它们的广(guǎng)泛(fàn)使(shǐ)用导致(zhì)了抗生素耐药性细(xì)菌的产生,全球每年因(yīn)此有7万人(rén)死亡(wáng)。许多研究人员使用人工智能技(jì)术来鉴定细菌中(zhōng)引(yǐn)起抗生素耐药性的基因,希(xī)望通过厘清耐药(yào)性(xìng)产(chǎn)生的机理,有望(wàng)用于改进(jìn)现有抗生素(sù)效果或开发新型抗生素。例如,美(měi)国麻省理工学院研究人员最近利用人工智能(néng)技术研发出对细菌有抑(yì)制作(zuò)用且功能强大的抗生素;这项(xiàng)研究对于(yú)人(rén)类研(yán)究抗生素药(yào)物是一个里程碑式的进展。又如(rú),美国加州大学洛杉矶分校研(yán)究(jiū)人员最(zuì)近利用人工智能技术确定了(le)一种更(gèng)快、更有效地治疗结核病的药物组合(hé)方案,该方案不仅能显著(zhe)缩短(duǎn)治疗时间,而且对多数耐药结核病有效;他(tā)们在细胞培养(yǎng)和(hé)动物模型中使用(yòng)这种方法,从数十亿种潜在的药物和剂量组(zǔ)合(hé)中快速识别出3-4种药物组合,从(cóng)而显著缩短了结(jié)核(hé)病治疗的持续时间(jiān)。
在制药(yào)方面
将人工智能(néng)中(zhōng)的深度学习技术(shù)应用于智能药物研制,通(tōng)过大数据分析等(děng)技术手段快速、准确(què)地挖掘和筛(shāi)选出(chū)合(hé)适的(de)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(gāo)新药研制成功率的目(mù)的。人工智能技术通过(guò)计算机模拟,可以对药(yào)物活性(xìng)、安全性和(hé)副作用进(jìn)行预测。借助深(shēn)度学习(xí),人(rén)工智能技术已在心血管药、抗(kàng)肿瘤(liú)药和常见传染病治疗药(yào)等多领域取得了(le)新突破(pò)。目前(qián),全球(qiú)已(yǐ)有100多家初(chū)创型的企业在(zài)探索用于研制(zhì)新(xīn)药的人工智(zhì)能方法(fǎ),同时跨国药企也不甘落后,诺(nuò)华(huá)、强生(shēng)、辉瑞等著名药企正积极尝试探索与人工智能(néng)企业合作。最近,我国上海英矽智能(néng)科(kē)技(jì)有限公(gōng)司与德国制药巨头默克集团合作,利用(yòng)人(rén)工智能技(jì)术实现了快速(sù)高效的(de)药物设计。
在康复方面
人工(gōng)智能技术可以为神经或肢体受损的患者提(tí)供精准康复服务(wù)。如今的康(kāng)复治(zhì)疗,不光有常见的物理疗法、认知疗法和中医疗(liáo)法,还有运动疗法、作业疗(liáo)法等,依托各类智能康复辅具,搭上了高科技(jì)的“快车”,让康复训练变成像(xiàng)体感游戏(xì)一般,人机交互,匹配度强,评(píng)定快,效率(lǜ)高(gāo)。例如,我国常州钱(qián)璟康复股份有(yǒu)限公司生(shēng)产的Flexbot多(duō)体位智能康复机器(qì)人,可以将躺着的人“竖”起(qǐ)来,同时通过带动伤患人(rén)士腿部外骨骼等进行步(bù)态(tài)训练。又如,我国上海傅(fù)利叶智(zhì)能(néng)科技有限公司利用人工智能技术研制的上肢康复机器人、腕关(guān)节康复机器人、踝关节康复机器人、智(zhì)能电动训练(liàn)车(chē)等系列产品(pǐn),可以使长者(zhě)们通(tōng)过游戏的方(fāng)式,对“肘”、“腕”、“踝(huái)”等关节进行康复训练,让枯燥的康(kāng)复(fù)训练充满趣味性(xìng)。
在医管方(fāng)面
通过人(rén)工智能技术的应用,医疗管理服务也取得了突(tū)破(pò)性的进(jìn)展,尤其以运动、心律、睡眠等检测为主的(de)移动医疗设备发展较快。通过智能设备进行身体检(jiǎn)测(cè),血压、心电、脂肪率等多项健康指标便能快速检测出来(lái),将采集健康数(shù)据(jù)上传到云数据库形成个人(rén)健康档案,并(bìng)通过数据分析建(jiàn)立个性化健康管理方(fāng)案。同时通过了解用户的(de)个人生活习惯,经过人工智能(néng)技术(shù)进行数据处理,对(duì)用户(hù)整体状态给(gěi)予系统评估,并建议个性化(huà)健康管理方案(àn),辅助健康(kāng)管理人(rén)员帮助(zhù)用户规划日常健康安排,进行全面系统(tǒng)的健康干预等(děng)。依托可(kě)穿(chuān)戴设备和智能健康终端,持续监测用户生命体征(zhēng),提前预测(cè)险情并处(chù)理,进一(yī)步提升医管水平。
由上可知,在人工智能(néng)技术的助(zhù)力下,医疗健康领域将发生巨大变化。这(zhè)一领域目前受到社(shè)会的广泛关注,人工智能技术(shù)的应用前(qián)景是(shì)十分值得期待的。顺(shùn)带一(yī)提,随着人工智(zhì)能技(jì)术在医疗(liáo)健康领域的应用(yòng)不断深入,城乡医(yī)疗资源不平衡(héng)的(de)问题很可能将慢慢(màn)缓解,人们将享(xiǎng)受到共通的高水平的(de)医(yī)疗健(jiàn)康服务。可见人工智能技术在(zài)医疗健康领域的应(yīng)用(yòng)前景是(shì)十分广(guǎng)阔的,但有必要指出的是(shì),在(zài)未来(lái)很长(zhǎng)的一(yī)段(duàn)时间内(nèi),新(xīn)的医疗(liáo)技(jì)术在很多方面都不会取代医疗工(gōng)作者。毕竟,医(yī)者仁心,这一点是(shì)包括人工智能技术(shù)在内的各(gè)种新技术学不会的。
文(wén)/马玲、洪梅(作(zuò)者单位(wèi)分(fèn)别为澳门(mén)科(kē)技大学、广州医科大学)