近年来,人(rén)工智能技术在医疗健康领域的应用越来越广(guǎng)泛;医疗工作者采用这一先进技(jì)术来改善患者就医体验,提高医疗流程效率。可以说,人工智能技术如(rú)今已经(jīng)成为(wéi)医(yī)疗健康领域的(de)有力辅助和支撑。正如我国著名学者周海中教授在20世纪90年代初指(zhǐ)出的那样:“随着社会的发展(zhǎn)和科技的(de)进步,人(rén)工智能(néng)技(jì)术将在医疗(liáo)健(jiàn)康领域大显身(shēn)手;其(qí)成果会不(bú)断(duàn)涌现,应(yīng)用(yòng)前景令人期待。”
人工智能技术赋能医疗健康(kāng)领域,提升医疗人(rén)员(yuán)的工(gōng)作效率,降(jiàng)低医疗成本,并(bìng)且(qiě)使人们做到科学有效的日常(cháng)监测(cè)预(yù)防,更好地管理自身健康。与(yǔ)医疗健康领域的大数(shù)据和物联网(wǎng)一(yī)样,人工(gōng)智能技术在医疗健康领域正迅速成为一个(gè)决定性因素。那么具体来说,人工智能技(jì)术在医(yī)疗健康领域的哪些方(fāng)面发挥(huī)着重要作(zuò)用呢?下面就(jiù)简(jiǎn)要地(dì)谈(tán)谈人工智能技术在(zài)医疗健康领域所发挥的重要作用:
在诊断方面(miàn)
人工智能技(jì)术不但可以提(tí)供(gòng)包括甲状腺、乳(rǔ)腺、前列腺、卵(luǎn)巢、膀胱、肝脏多种脏器(qì)医学影(yǐng)像数(shù)据的智能化识别和分析,而且可以为医生提供(gòng)快速精(jīng)准的(de)医疗(liáo)辅助诊断,从而提高临床(chuáng)诊疗的精准性与效(xiào)率,减低医生工作(zuò)强度(dù)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(de)影(yǐng)像(xiàng)筛查,快(kuài)速全面(miàn)提升筛查诊断水(shuǐ)平。例如(rú),美国谷(gǔ)歌旗下人(rén)工智能(néng)子公(gōng)司(sī)——“深度(dù)思(sī)维(wéi)”最近成功使(shǐ)一(yī)种(zhǒng)人(rén)工智能算法通过分(fèn)析医学影像检测眼(yǎn)病(bìng),其(qí)寻找青光眼、糖尿病视网膜病变和(hé)老年性黄斑退化这三大(dà)眼(yǎn)疾的迹象,比人类专家(jiā)的(de)判断更(gèng)为迅速高效。又如,我国(guó)医疗(liáo)健康生态(tài)平台——平安好医(yī)生的“人(rén)工智能医生”通过问诊、检查、智(zhì)能分析病情(qíng),开出药(yào)方,患者(zhě)自主取(qǔ)药等(děng);这(zhè)不仅可以解决医疗(liáo)资源(yuán)供应不足的难题(tí),还可以提升(shēng)患者看病(bìng)治疗的(de)效率。再如(rú),新冠肺炎(COVID-19)的(de)快速鉴别和实时诊断在临床中非常(cháng)重要;我国武汉同济医院专家团队通过(guò)临(lín)床数据和人(rén)工(gōng)智能技术结合,研发出可以通过(guò)“听(tīng)诊”识别新冠肺(fèi)炎的新技术。
在手术方面
作(zuò)为一(yī)种重要的职业,外科医生(shēng)特别是手术医生需要具备丰富的专(zhuān)业知识,还需要(yào)掌握(wò)精准的手术操(cāo)作技(jì)术,这都需要不(bú)断的学习(xí)与练(liàn)习。由于受学习(xí)资料(liào)、手术练习材料等软硬件条(tiáo)件的制约,医生进行手术(shù)学习和手术操作的难度(dù)都非常大;因(yīn)此许多大(dà)医院都将(jiāng)人工智能技术应用(yòng)到手术中,通过(guò)数据化和3D技术,将传统的(de)二维图像信(xìn)息立体化,从而使医生(shēng)的病患分(fèn)析和手术治疗更(gèng)加(jiā)轻松精准(zhǔn)。人工智能技术(如手术(shù)机器(qì)人(rén)系(xì)统)最初用(yòng)于(yú)泌尿外科的(de)微创(chuàng)手术,如前列腺切除(chú)手术(shù),现在已经广泛应(yīng)用于胸腔(qiāng)、腹(fù)腔手(shǒu)术,比如肺癌的治疗,食管癌的(de)治(zhì)疗(liáo),纵隔肿瘤的辅助治(zhì)疗等。例如,我国天津爱(ài)尔(ěr)眼科医(yī)院利(lì)用人工(gōng)智能技(jì)术推出(chū)创新(xīn)型手术方式,手术医生可以根(gēn)据近视患者的情况定制专(zhuān)属的手术方案,为学子们(men)、运(yùn)动爱好者(zhě)、特殊(shū)职(zhí)业人群(飞行员、司(sī)机等(děng))以及角膜偏(piān)薄(báo)、睑裂偏小的近视患者提供人工智能化近视手术解(jiě)决(jué)方案,让近视患者又多(duō)了(le)一种新(xīn)选择。
在保心方面
人工智能技术在心脏病学中的(de)应(yīng)用(yòng)已有20多年,但考虑到心(xīn)脏病的严重后(hòu)果,其进展比较缓慢。人(rén)工(gōng)智能(néng)技术(shù)的一个例子是(shì)植入式除(chú)颤器,它可以监测心脏(zāng)病(bìng)突发风险患者的(de)心律。如有必要,该设备还可施加电击除颤。从长期来看,可(kě)穿戴设(shè)备和植入(rù)式设备的数据将与电子医疗记录(lù)相结合,用于持续监测患者,从而使医生掌握更多关(guān)于患者的最(zuì)新信息。例如,英国牛津大(dà)学研究人员最近开发出一种(zhǒng)人工智能工具(jù),可(kě)以读取(qǔ)普(pǔ)通的CT扫描(miáo)图,查找心脏发生变化的(de)预警迹象,包括(kuò)脂肪(fáng)细胞的(de)细微改变、组织的疤痕以及微小血(xuè)管的生长。通(tōng)过(guò)分析此类信息的(de)算法,这个人工智能(néng)系统可以预(yù)测(cè)心血管病患(huàn)者在今后(hòu)9年(nián)内发生重大心脏不(bú)良事(shì)件的风险。
在脑机方面
人工智能技术作为(wéi)一(yī)门新兴(xìng)的信息科学技术(shù),对神经工程的发(fā)展起到了(le)重要支撑与推动(dòng)作用,帮助解决(jué)神经(jīng)工程研究中遇到的(de)诸多难题,从高维度空间解析人类大脑的工作原理。脑机(jī)接(jiē)口技(jì)术被称(chēng)作是人脑与外界沟(gōu)通交流(liú)的“信息高速(sù)公路(lù)”,是公认的新一代(dài)人机交互和(hé)人机混合智能(néng)的关(guān)键核(hé)心(xīn)技术(shù),甚至被美国(guó)商(shāng)务部列为14项出口管(guǎn)制技术之一。例如(rú),美国Neuralink公司(sī)计(jì)划在2022年开发出首个用于治疗脑部疾病的脑机接口产品;未来该公司将开发高生物相容性(xìng)的植入神经接口,实(shí)行人工智能(néng)技术植入人脑,取代(dài)人类的自然语言交流,实现颠覆性的智能人(rén)机(jī)接口技术,帮助脑中风患者恢复自理能力(lì),过上正常人(rén)的生(shēng)活。
在耐药方面
抗生素有助于(yú)保持(chí)人(rén)们的健康;然而,它们的广泛(fàn)使用导致了抗生素耐药性细(xì)菌(jun1)的产生,全(quán)球每年(nián)因(yīn)此有7万人死亡。许多研究人员使用人工(gōng)智能技术来(lái)鉴定(dìng)细菌中(zhōng)引起抗(kàng)生素耐药性(xìng)的(de)基因,希(xī)望通过厘清(qīng)耐药(yào)性(xìng)产生(shēng)的机理,有望用于改进(jìn)现有抗生素效果(guǒ)或开发(fā)新(xīn)型抗生素。例(lì)如,美国(guó)麻省理工学(xué)院研究人员最(zuì)近利用人工智能技(jì)术研(yán)发出对细菌有抑制作用且功能(néng)强大的抗生(shēng)素;这项(xiàng)研究对于人类研究抗生素药物是一个里程(chéng)碑式的进展。又(yòu)如,美国加州大学洛杉矶分校研究人员最近(jìn)利用(yòng)人工智能技术确定了一种更快、更(gèng)有(yǒu)效地治疗结核病的药物组合方案,该(gāi)方(fāng)案(àn)不(bú)仅能(néng)显著缩短治疗时间,而且(qiě)对多数耐药结核病有效;他们在(zài)细胞培养和(hé)动物(wù)模型中使用这种方法,从数十亿(yì)种潜在的(de)药物和剂(jì)量组合中快速识别(bié)出(chū)3-4种(zhǒng)药物组(zǔ)合,从而显(xiǎn)著缩短了结核病(bìng)治疗的持续时(shí)间。
在制药(yào)方面
将人工智能中的(de)深度学习技术(shù)应用于智(zhì)能药物研制,通过大数据(jù)分析(xī)等技术手(shǒu)段快速、准确地挖掘和筛选出合(hé)适的化合(hé)物或生物,达(dá)到缩短新(xīn)药(yào)研制周期、降低新药研制成本、提高新药研制成(chéng)功率的目的。人(rén)工智能技术通过计算机模拟,可以对药(yào)物活(huó)性、安全性和副作用进行(háng)预测。借助(zhù)深(shēn)度学习,人工智能技术已在心血管药(yào)、抗肿瘤药和(hé)常(cháng)见传(chuán)染病治疗药等多领(lǐng)域取得了(le)新突破。目前,全球已有100多家(jiā)初创型的企业在探索用于研制新药的人(rén)工智(zhì)能方法,同(tóng)时跨国药企也不甘落后,诺华(huá)、强生、辉(huī)瑞等(děng)著名药企正积极尝试探索与人工(gōng)智能企(qǐ)业合(hé)作。最近,我国上海(hǎi)英(yīng)矽智能科(kē)技(jì)有限公司与德(dé)国(guó)制(zhì)药巨(jù)头(tóu)默克集团合作,利用人工智能(néng)技术(shù)实现了(le)快速高效的药物设计。
在康复方面
人工智能技(jì)术可以为神经或肢体受损的患者提(tí)供精准康复服务。如(rú)今的康复治疗,不光有常见的物(wù)理疗法、认知疗法和中医疗(liáo)法,还有运动疗法、作业疗法(fǎ)等,依托各类智能康(kāng)复辅具,搭上了高科(kē)技的“快车”,让康复训练(liàn)变(biàn)成像(xiàng)体感游(yóu)戏一般,人机交互,匹配度强,评定(dìng)快,效(xiào)率高。例如,我国常州钱璟(jǐng)康复股份有(yǒu)限公司生产的Flexbot多(duō)体位智能(néng)康复机(jī)器人,可以(yǐ)将躺着(zhe)的人“竖”起来,同时通过带动伤患人士腿部外(wài)骨骼等进行步态训练。又如,我国上(shàng)海傅利叶智(zhì)能科技(jì)有(yǒu)限公司(sī)利用人工智能技(jì)术研制的上肢康(kāng)复(fù)机器人、腕(wàn)关节(jiē)康复机器(qì)人、踝关节(jiē)康复(fù)机器(qì)人、智能电动训练车(chē)等系列产品(pǐn),可以使长者们通过(guò)游戏的方式,对(duì)“肘”、“腕(wàn)”、“踝”等关节进行康复训练,让(ràng)枯燥的康复训(xùn)练充满(mǎn)趣(qù)味性。
在医(yī)管方面
通过人工智能技术(shù)的(de)应用,医(yī)疗管理(lǐ)服务也(yě)取得了突破性的进(jìn)展,尤其以(yǐ)运动(dòng)、心律、睡眠等检测为主的移动医疗(liáo)设备发展较快(kuài)。通过(guò)智能设备进行身体检测(cè),血压(yā)、心电、脂肪率等(děng)多(duō)项健康(kāng)指标便能快速检测出来(lái),将采集健康数据上传到云数(shù)据库(kù)形成个人健康档案,并通过数据分析建(jiàn)立个性(xìng)化健康管理方案。同时(shí)通过了(le)解用户的(de)个人生活习惯,经过人(rén)工智能技术进行数据处理,对用户整体状(zhuàng)态给予(yǔ)系统评估,并(bìng)建议个(gè)性化健(jiàn)康管理方案,辅助健康管理人(rén)员帮助用户规划日常健康安排,进行全(quán)面系(xì)统的健(jiàn)康干预(yù)等。依托(tuō)可穿戴设备和智能健康终端,持续(xù)监测用户生命体(tǐ)征,提前预测险情(qíng)并处理(lǐ),进一步提(tí)升医管水平。
由上可知,在人工智能技术(shù)的助力下,医疗健康领域将发生(shēng)巨大变化。这一领域目前受到社(shè)会的广泛关注,人工智能技术的应用前景(jǐng)是(shì)十分值得期待的。顺(shùn)带一提,随着人工(gōng)智能技(jì)术在医疗健康领(lǐng)域的应用(yòng)不(bú)断深入(rù),城(chéng)乡医疗(liáo)资源不平衡的问(wèn)题很可能将慢慢(màn)缓解,人(rén)们将(jiāng)享(xiǎng)受到共通(tōng)的高(gāo)水(shuǐ)平的医疗健(jiàn)康服务。可见人工智能技术在(zài)医疗健(jiàn)康领域的(de)应用(yòng)前景是(shì)十(shí)分广阔的,但有必要(yào)指(zhǐ)出的(de)是,在(zài)未(wèi)来很(hěn)长的一段(duàn)时间(jiān)内,新的医疗技术在很多(duō)方面(miàn)都不会(huì)取代医疗工作者。毕竟(jìng),医者仁心,这一点是包(bāo)括人工智能(néng)技术在(zài)内的各种新技术(shù)学不会的。
文/马玲(líng)、洪梅(作者单位分别(bié)为澳门科技(jì)大学、广州医科大学)