近年来,人(rén)工智能技术(shù)在医疗健康(kāng)领(lǐng)域的应用越来越广泛(fàn);医疗工作者采(cǎi)用这一先(xiān)进(jìn)技术来改(gǎi)善(shàn)患者就医体验,提高医疗流程(chéng)效率。可以说,人工智能技(jì)术如今已经成为(wéi)医疗健康(kāng)领域(yù)的有力辅助和支撑。正如我国著名学者(zhě)周海(hǎi)中教授(shòu)在20世纪90年代初(chū)指出的那样:“随着社会的发展和科(kē)技的进步(bù),人工智能技术将在医疗健康(kāng)领域大显身手;其成果会不断涌现,应用(yòng)前景令人期(qī)待。”
人工智能技术赋(fù)能医疗健(jiàn)康领(lǐng)域,提升(shēng)医疗人员的工作效(xiào)率,降低医疗成本,并(bìng)且使人们做到科学(xué)有效的日常监测预(yù)防,更好地(dì)管理自身健(jiàn)康。与医疗健康领域(yù)的大数据和物联网一样(yàng),人工智能技术在医疗(liáo)健康(kāng)领(lǐng)域正迅速成为一个(gè)决定(dìng)性因素(sù)。那么具体来说,人工智能技术在医疗健康领域的哪些方面发挥着重(chóng)要作用呢?下面就(jiù)简要(yào)地谈谈人工智能技术在医疗健(jiàn)康领域所发挥的重(chóng)要(yào)作用:
在(zài)诊断方面
人工(gōng)智能技术不但可以提供包括(kuò)甲状腺、乳(rǔ)腺、前列(liè)腺、卵巢、膀胱、肝脏多种脏器医学影(yǐng)像(xiàng)数据的智能化识别(bié)和分析,而且可以为医生提供快速精准(zhǔn)的医疗辅助诊断,从(cóng)而提(tí)高临床诊疗的精准性与效率,减低医生工(gōng)作强度的(de)同时,减少漏诊(zhěn)与误诊几率,还可以为体检机构提供高质量的影像(xiàng)筛查,快速(sù)全面提升(shēng)筛查诊断(duàn)水平。例如,美国谷歌旗下人工(gōng)智能子(zǐ)公(gōng)司——“深度(dù)思维”最近成(chéng)功使一种人(rén)工智(zhì)能算(suàn)法通过分析医(yī)学影像检(jiǎn)测眼病,其寻找青光眼、糖尿病视网膜病变和老年(nián)性黄斑退(tuì)化这三大眼(yǎn)疾的迹象,比人类专家的(de)判(pàn)断(duàn)更为迅速高效。又(yòu)如(rú),我国医(yī)疗健(jiàn)康生态平(píng)台(tái)——平安好医生的“人工智(zhì)能医生”通过问诊(zhěn)、检查、智能分析(xī)病情,开出药方,患(huàn)者自主取药等;这(zhè)不仅(jǐn)可(kě)以解决医疗(liáo)资源供应不足的(de)难题,还可(kě)以提升患者看病治疗的效(xiào)率。再如,新冠肺炎(COVID-19)的快速鉴别和实时诊断在临床中非(fēi)常重要;我国武汉同济医院(yuàn)专家(jiā)团(tuán)队通过临床数据和(hé)人工智(zhì)能技术(shù)结(jié)合,研发出可(kě)以(yǐ)通过“听诊”识(shí)别新冠肺(fèi)炎(yán)的新技术。
在手术(shù)方面
作(zuò)为一种(zhǒng)重要的职(zhí)业,外科医生特别(bié)是手(shǒu)术医生(shēng)需要具备(bèi)丰富(fù)的专业知(zhī)识,还需要掌握精准(zhǔn)的手术(shù)操作技术(shù),这都需(xū)要(yào)不(bú)断的(de)学习与练习(xí)。由于受学习(xí)资料、手术(shù)练习材料等软硬件条件的制约(yuē),医生进(jìn)行(háng)手术学习(xí)和手术(shù)操作的难(nán)度都非常(cháng)大;因此许多大医(yī)院都将人工智能(néng)技(jì)术应用到手(shǒu)术中,通过(guò)数据(jù)化(huà)和3D技(jì)术,将传(chuán)统(tǒng)的二维图像信息(xī)立(lì)体化,从而(ér)使(shǐ)医(yī)生的病患分析和手术治疗更加轻松精(jīng)准(zhǔn)。人工智能技术(如手(shǒu)术机器人系统(tǒng))最初用于泌尿外科的微创手术,如前列腺切除手(shǒu)术(shù),现(xiàn)在已经广泛应用于(yú)胸腔(qiāng)、腹腔(qiāng)手术,比如(rú)肺癌的治疗(liáo),食管癌的治疗,纵隔肿瘤(liú)的辅(fǔ)助治疗(liáo)等。例如,我国天津爱(ài)尔眼科医(yī)院利用人工智能技术推出创(chuàng)新型手术方式,手术医生可(kě)以根据近视患(huàn)者的情况定制专属的手术方案,为学子们、运动爱好(hǎo)者、特殊职(zhí)业人群(飞行员、司机等)以及角膜偏薄、睑裂偏小的近视(shì)患者提(tí)供人工智能(néng)化(huà)近视手(shǒu)术解决方(fāng)案(àn),让近视患(huàn)者又多(duō)了一种新选择。
在保心方面
人工智能技术在心(xīn)脏病学中的应用已有20多年,但考虑(lǜ)到心脏病(bìng)的严重(chóng)后(hòu)果(guǒ),其(qí)进展比(bǐ)较缓慢。人工智能技术的一个例子是植(zhí)入式除(chú)颤器,它可以监测心脏(zāng)病突发风险患者的心律。如有(yǒu)必要,该设备(bèi)还可施加电击除颤(chàn)。从长期来看,可穿戴设备和(hé)植入式(shì)设备的数据将与电子(zǐ)医疗记录相(xiàng)结合,用(yòng)于持续监测患者,从而使医生掌握更多关于患者(zhě)的最新信(xìn)息。例如,英国牛津大学研究人员最近开发(fā)出一种人工智能工(gōng)具,可(kě)以读取普通(tōng)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(xì)微改变、组织(zhī)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(gōng)智能系统可以预测心血管病患者(zhě)在今(jīn)后9年内(nèi)发生重大心脏不良事件的风险。
在(zài)脑机方面
人工(gōng)智(zhì)能技术(shù)作为一(yī)门新(xīn)兴的(de)信(xìn)息科学(xué)技术,对(duì)神经工程的发展起到了(le)重要支撑与推动(dòng)作用,帮助解决神(shén)经工程研究(jiū)中遇到的诸多难(nán)题,从高维度(dù)空间解析人(rén)类大(dà)脑(nǎo)的工作(zuò)原理(lǐ)。脑机接口(kǒu)技术被称作是人脑与外界(jiè)沟通交流的“信息高速公(gōng)路(lù)”,是公认(rèn)的新一代人机交(jiāo)互和人机混合智能的关键(jiàn)核心技术,甚至被美国(guó)商务部列(liè)为14项(xiàng)出口管制技术之一。例如,美(měi)国Neuralink公司计划在2022年开发出首个用于治(zhì)疗脑(nǎo)部疾病(bìng)的脑(nǎo)机接(jiē)口(kǒu)产品;未来(lái)该公司(sī)将开发高生物相容(róng)性的植(zhí)入神经接口(kǒu),实行人(rén)工智能(néng)技术(shù)植入人(rén)脑,取代(dài)人类的自然语言(yán)交流,实(shí)现颠(diān)覆性的智能人机接口技(jì)术,帮(bāng)助脑中(zhōng)风患者恢复自理能力,过上正常人的生活(huó)。
在耐药方面
抗生素(sù)有助于保持人们的健康;然而,它们的广(guǎng)泛使用导致了抗生素(sù)耐(nài)药性细(xì)菌的产生,全球每(měi)年(nián)因此有7万人死亡。许多研(yán)究人员使用人工智能技术来鉴定细菌中引起抗(kàng)生素(sù)耐药性的(de)基因,希望(wàng)通过厘清耐药(yào)性(xìng)产生的机(jī)理,有望用于改进现有抗生素效果或开发新型抗(kàng)生素(sù)。例(lì)如,美国麻省(shěng)理工学院研究人员最近利用人工智能技(jì)术研发(fā)出对细菌有抑制作用且功能强大的抗生素;这项研究对于人类研究抗生素药物是一个里程碑式的进(jìn)展。又如,美国加州大学洛(luò)杉(shān)矶分校研究人员最(zuì)近利用人(rén)工智能技术确定(dìng)了一(yī)种更快(kuài)、更有(yǒu)效地(dì)治疗结(jié)核病的药物组合(hé)方案,该(gāi)方案(àn)不(bú)仅能显著(zhe)缩(suō)短治疗时间,而且对多数耐药结核病有效;他们在细(xì)胞培养和动物模型中(zhōng)使用这(zhè)种方(fāng)法,从数十亿(yì)种潜在的药物和剂量组合中快速识别出3-4种药物组合,从而显著缩短了结核病治疗的(de)持续时间。
在制药方面
将人工智能中的深度学(xué)习技术应用于智能(néng)药物研制,通过大数据分析等技(jì)术手段快(kuài)速、准确地挖(wā)掘和筛选(xuǎn)出合适的化(huà)合(hé)物(wù)或生物(wù),达到缩短新(xīn)药(yào)研制周期、降低新药研(yán)制(zhì)成本(běn)、提(tí)高新药(yào)研制成功率的目(mù)的。人工智能技术通(tōng)过计算机(jī)模拟,可以对(duì)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(yǐ)在心血管药(yào)、抗肿瘤药和常见传染病治疗药等(děng)多(duō)领域取(qǔ)得了新突破(pò)。目前(qián),全球已有100多家初创(chuàng)型的企业在(zài)探(tàn)索(suǒ)用于研制新药的(de)人工智能(néng)方(fāng)法(fǎ),同时(shí)跨(kuà)国药企(qǐ)也不甘落后(hòu),诺华、强生、辉瑞(ruì)等著名药企正(zhèng)积极尝试(shì)探索(suǒ)与人工智能企业合作。最近(jìn),我国(guó)上(shàng)海英矽智能科技有(yǒu)限公司与(yǔ)德(dé)国制药巨头(tóu)默克集团合作,利用人工(gōng)智能技(jì)术实(shí)现了快速高效(xiào)的(de)药物设计。
在康复方面
人工智能技术可以为神(shén)经或肢(zhī)体受损的患者提供精准(zhǔn)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(liáo)法,还有运动疗法、作业疗法(fǎ)等,依托各类智能(néng)康复辅具(jù),搭上了(le)高科技的“快车”,让康复训练变成像体感(gǎn)游戏一般,人机交互,匹配度强,评(píng)定(dìng)快,效率(lǜ)高。例(lì)如,我国常州钱璟康复股份有限公司生产的(de)Flexbot多体(tǐ)位(wèi)智能康复(fù)机(jī)器人(rén),可以将躺着的人(rén)“竖”起来,同时通过带(dài)动(dòng)伤(shāng)患人(rén)士(shì)腿部外骨骼等进行步态训练。又如,我国(guó)上海傅利(lì)叶智能(néng)科技有(yǒu)限公司利用人工智能技术(shù)研制的上肢康复(fù)机器人、腕关节(jiē)康复机器人、踝关节康复机(jī)器(qì)人、智能电动训练车等系列产品,可以使长(zhǎng)者们通(tōng)过游戏的方(fāng)式,对“肘”、“腕”、“踝”等关(guān)节(jiē)进行康复训练,让枯燥的(de)康复训(xùn)练充满趣味性。
在医管方面
通过人工智能(néng)技术的(de)应用,医疗(liáo)管理服务也取得了突破性的进展,尤(yóu)其以(yǐ)运动、心律、睡眠(mián)等检测为主的移动医疗(liáo)设(shè)备发(fā)展较快。通(tōng)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(cè)出来,将(jiāng)采集健康数据上(shàng)传(chuán)到云数据库形成个人(rén)健康档案,并通过数据分析(xī)建(jiàn)立个(gè)性化健康管(guǎn)理方案。同时通(tōng)过了解用户的个人生(shēng)活习惯(guàn),经过人(rén)工智能(néng)技术进行数据处(chù)理,对用户整(zhěng)体状(zhuàng)态给予系统评估,并建议个性化健康管理方案,辅助健康(kāng)管理人员帮助(zhù)用户规划日常健康安(ān)排,进行全(quán)面系(xì)统的健康干预等。依托可穿戴设备和智能(néng)健(jiàn)康终端,持续监(jiān)测用户生命(mìng)体征,提前预测(cè)险(xiǎn)情(qíng)并处理,进(jìn)一步提升(shēng)医管水平。
由上可知,在人工智能(néng)技术(shù)的助力下(xià),医疗(liáo)健康领域(yù)将发生巨大变化。这(zhè)一(yī)领域目(mù)前受到社会的广泛关注(zhù),人工智能(néng)技术的应用(yòng)前景是十分值(zhí)得(dé)期待的。顺带一提,随着(zhe)人工智能技术在医疗健康领域(yù)的应用不断深入,城乡(xiāng)医疗资源不平衡的问(wèn)题很可能将(jiāng)慢慢缓(huǎn)解,人们将享受(shòu)到共通的高水平的医疗健康服务(wù)。可见人工智能技术(shù)在医(yī)疗健康领域的(de)应用前景是十分广阔的(de),但有必要指出的是,在未来很长的一段时(shí)间内(nèi),新(xīn)的医疗技术在很(hěn)多方面都不会取代医疗工作者。毕竟(jìng),医者仁心(xīn),这一点是包括人工智能技术(shù)在内的各种新(xīn)技术学不会(huì)的。
文/马玲、洪梅(作者单位分别为(wéi)澳门科技大(dà)学(xué)、广(guǎng)州医科大学)