潘鋒

由國家衛(wèi)生健康委員會國際交流與合作中心、中國信息通信研究院聯(lián)合主辦的，以“攜手共建互聯(lián)互通的健康命運共同體”為主題的“‘一帶一路互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康大會”8月17日在北京舉行，本次大會旨在進一步落實“一帶一路”倡議和國務(wù)院《關(guān)于促進“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見》的要求，推動新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)融合發(fā)展，來自10多個“一帶一路”國家衛(wèi)生高級官員和國際組織代表出席大會。

國家衛(wèi)生健康委員會副主任曾益新在開幕致辭中指出，健康是人類的共同追求，也是百年來古老絲綢之路的永恒主題。中國政府高度重視“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”工作，旨在讓老百姓少跑腿，讓數(shù)據(jù)多跑路，不斷提升公共服務(wù)均等化、普惠化和便捷化水平，通過加快醫(yī)聯(lián)體建設(shè)，發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”，讓群眾在家門口享受優(yōu)質(zhì)醫(yī)療服務(wù)。中國工程院院士、北京工業(yè)大學(xué)北京未來網(wǎng)絡(luò)科技創(chuàng)新中心主任劉韻潔教授在會上作了題為《互聯(lián)網(wǎng)+AI助力醫(yī)療健康發(fā)展》的主題報告。劉韻潔院士說，第三代互聯(lián)網(wǎng)的特點是與實體經(jīng)濟的深度融合，未來網(wǎng)絡(luò)和人工智能將極大地助力醫(yī)療發(fā)展，提升醫(yī)療服務(wù)能力和水平。

與實體經(jīng)濟深度融合是必然趨勢

劉韻潔院士介紹，近50年來，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，第一代互聯(lián)網(wǎng)主要在科研部門使用，如以阿帕網(wǎng)為代表的互聯(lián)網(wǎng)在軍事和科研上的應(yīng)用。第二代互聯(lián)網(wǎng)開始在社會領(lǐng)域得到應(yīng)用，萬維網(wǎng)、電子商務(wù)的蓬勃發(fā)展對人們生活和工作產(chǎn)生了巨大影響；但第二代互聯(lián)網(wǎng)也存在可擴展性、安全性、可控可管性和能耗等方面的問題?；ヂ?lián)網(wǎng)現(xiàn)已進入第三個發(fā)展階段，也被稱為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展階段。第三代互聯(lián)網(wǎng)的特點是與實體經(jīng)濟深度融合，與包括醫(yī)療行業(yè)在內(nèi)的行業(yè)、產(chǎn)業(yè)深度融合，如工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等；互聯(lián)網(wǎng)的功能已經(jīng)從單純的信息傳輸向消費和生產(chǎn)轉(zhuǎn)變?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”，互聯(lián)網(wǎng)與實體經(jīng)濟深度融合是必然趨勢，未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迎來了新機遇和新挑戰(zhàn)。

未來網(wǎng)絡(luò)已成為全球競爭焦點，世界各國都在未來互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域做出布局。如在未來互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)研究方面有2005年美國科學(xué)基金FIND計劃，2010年美國科學(xué)基金FIA計劃，2014年美國科學(xué)基金FIA-NP計劃；歐盟制定了ECIAO、FIBRE、TIRE等計劃，日韓也制定了AKARI、RISE、K-GENI等研究計劃。在未來互聯(lián)網(wǎng)試驗網(wǎng)研究方面，正在實施的有德國G-LAB、 歐盟FIRE、中國CENI、澳大利亞NICTA、韓國ETRI和美國GENI等研究計劃，多家國際知名公司進軍未來網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)。

劉韻潔院士說，近年來，各國通過制定國家戰(zhàn)略，把工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為發(fā)展戰(zhàn)略，旨在推動本國互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)融合，搶占行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點。德國工業(yè)4.0，美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，日本機器人新戰(zhàn)略，英國制造2025，中國“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略和中國制造2025等，其理念都是一脈相承的。

劉韻潔院士介紹，互聯(lián)網(wǎng)占經(jīng)濟GDP比重被稱為iGDP，2013年中國iGDP達到4.4%，同年美國為4.3%，這表明中國互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟已達到全球領(lǐng)先水平。有預(yù)測顯示，2013年～2025年，互聯(lián)網(wǎng)對中國GDP比重增長的貢獻率有望達到7%至22%，發(fā)展前景廣闊?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合，促進電子商務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展，引導(dǎo)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)拓展國際市場。“互聯(lián)網(wǎng)+”將進一步激發(fā)互聯(lián)網(wǎng)對傳統(tǒng)領(lǐng)域的滲透，提升互聯(lián)網(wǎng)在社會經(jīng)濟發(fā)展中的重要作用。

人工智能重塑醫(yī)療行業(yè)

劉韻潔院士說，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展和迭代更新，互聯(lián)網(wǎng)為傳統(tǒng)醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)發(fā)展提供了不竭動力，醫(yī)療產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、分級診療等都面臨著網(wǎng)絡(luò)化升級的強勁需求。今年4月28日，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于促進“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康”發(fā)展的意見》，醫(yī)療與互聯(lián)網(wǎng)、AI技術(shù)等的結(jié)合將有力地促進醫(yī)改，而分級診療是我國醫(yī)改的重要內(nèi)容之一，其目的是通過優(yōu)化醫(yī)療資源配置，讓不同層級醫(yī)院形成有效的分工協(xié)作，緩解醫(yī)療服務(wù)供給不足的矛盾。強基層是分級診療體系建設(shè)的一個重要環(huán)節(jié)，目前我國基層醫(yī)療機構(gòu)的技術(shù)水平和診療設(shè)備等都存在很多“短板”，“互聯(lián)網(wǎng)+”在提高基層偏遠(yuǎn)地區(qū)醫(yī)療服務(wù)能力和水平方面將發(fā)揮重要作用?；ヂ?lián)網(wǎng)及人工智能技術(shù)將賦能基層醫(yī)療，人工智能有望將國內(nèi)外頂尖醫(yī)學(xué)專家的知識和診治經(jīng)驗快速復(fù)制，為基層醫(yī)生提供實效實時的臨床決策支持，有助于提高廣大基層醫(yī)務(wù)工作者的經(jīng)驗和能力，提高基層醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)能力和加強醫(yī)聯(lián)體建設(shè)，將成為互聯(lián)網(wǎng)助力醫(yī)改的重要方向之一。

劉韻潔院士指出，醫(yī)療行業(yè)是數(shù)據(jù)密集型行業(yè)，醫(yī)療數(shù)據(jù)的加速積累對網(wǎng)絡(luò)、存儲、管理等提出了更高要求。IDC預(yù)測，2020年醫(yī)療大數(shù)據(jù)將達到40萬億GB，其龐大的數(shù)據(jù)量是2010年的30倍。但大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比，在數(shù)據(jù)容量、處理實效、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)整合、存儲架構(gòu)、接入方式、分析對象、分析方法和分析結(jié)果等方面存在較大不同。如在數(shù)據(jù)容量方面，大數(shù)據(jù)是不斷快速增長，達到TB、PB、ZB；而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)為MB或GB；在處理實效性方面，大數(shù)據(jù)以秒為單位，非常迅速，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)較慢，以小時或天為單位；在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面，大數(shù)據(jù)多為非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)則為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

隨著《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》等國家規(guī)劃的相繼落地，“健康中國”建設(shè)正式進入實施階段，在國家政策的大力支持下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用方面已愈發(fā)成熟， AI醫(yī)療、數(shù)字醫(yī)療、醫(yī)療大數(shù)據(jù)共享、醫(yī)療云等創(chuàng)新科技正逐漸滲透到醫(yī)療領(lǐng)域方方的面面。劉韻潔院士認(rèn)為，我國正處于互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療、AI醫(yī)療并行發(fā)展階段，海量醫(yī)療大數(shù)據(jù)儲備、快速數(shù)據(jù)產(chǎn)生、傳輸和共享以及將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化的能力，都需要效果出色的人工智能算法支持，技術(shù)+數(shù)據(jù)充分積累，未來網(wǎng)絡(luò)+人工智能將重塑醫(yī)療行業(yè)。借助數(shù)據(jù)、互聯(lián)和智能，人工智能將滲入到從研發(fā)、診斷、治療到服務(wù)等醫(yī)療行業(yè)的所有環(huán)節(jié)，并以數(shù)據(jù)化、場景化、智能化趨勢向前發(fā)展，醫(yī)療行業(yè)也將從醫(yī)療信息化、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療階段發(fā)展到更高的AI醫(yī)療。AI醫(yī)療的特點是機器學(xué)習(xí)輔助，涵蓋了人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、圖像處理識別、機器學(xué)習(xí)、自然語言處理、數(shù)據(jù)可視化等，通過大數(shù)據(jù)和AI醫(yī)療提升醫(yī)療服務(wù)能力和水平。

AI醫(yī)療應(yīng)用貫穿三個層面

劉韻潔院士介紹，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療、AI醫(yī)療的應(yīng)用貫穿了泛在感知、有效傳遞和智慧處理三個層面的內(nèi)容。

泛在感知是指通過各種具有感知能力的設(shè)備實現(xiàn)感知和識別物體，采集和捕獲原始信息。泛在感知是健康物聯(lián)網(wǎng)滿足多元通訊情境的需要，其特點和發(fā)展趨勢是產(chǎn)品小型化、便捷化、低成本、網(wǎng)絡(luò)化、突出人性化設(shè)計和產(chǎn)品種類多樣化，如心電手機、腕表等；但成本低、高精度、易使用以及核心芯片以進口為主等問題很大程度地制約了終端低成本化的實現(xiàn)。受制于測量精度、測量操作設(shè)備及成本，一些血壓測量、血糖測量的終端還難以被用戶普遍接受，還沒有得到很好普及。要從頻譜效率、能源效率和成本效率出發(fā)，針對低傳輸速率和近距離無線通訊技術(shù)進行標(biāo)準(zhǔn)化，以適應(yīng)醫(yī)療健康物聯(lián)網(wǎng)多元應(yīng)用情境。通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，通過人工智能技術(shù)，把日常采集到的泛在感知數(shù)據(jù)信息真正服務(wù)于每個人的健康，讓小型終端設(shè)備更便宜、更快捷、更方便于人們的生活，尤其是如何讓手機成為“私人醫(yī)生”，在這些領(lǐng)域，還有待進一步探索。

未來網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，遠(yuǎn)程醫(yī)療會診或手術(shù)都要借網(wǎng)絡(luò)，如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，各種醫(yī)療活動將被迫終止，后果將非常嚴(yán)重。保證超高清、大流量信息傳輸需要建設(shè)一個可靠的、可定制的、快速方便的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。為此，在未來網(wǎng)領(lǐng)域，北京工業(yè)大學(xué)提出一個新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，即基于SCN架構(gòu)的未來網(wǎng)絡(luò)試驗網(wǎng)建設(shè)。該網(wǎng)絡(luò)是一個可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)定制服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，也是我國正在實施的大科學(xué)工程未來網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施項目，目標(biāo)是在全國40個城市建設(shè)133個邊緣網(wǎng)絡(luò)，明年將在部分城市開通。

劉韻潔院士說，未來醫(yī)療健康服務(wù)需要智慧醫(yī)療體系支撐。智慧處理融合了信息通信技術(shù)與行業(yè)專業(yè)技術(shù)，與行業(yè)需求結(jié)合，實現(xiàn)了廣泛智能化的解決方案。通過有效傳遞和泛在接入接口，將各類感知延伸，網(wǎng)絡(luò)中心的局域信息快速安全地接入到網(wǎng)絡(luò)承載的服務(wù)層中；通過開放創(chuàng)新接口，將眾多業(yè)務(wù)系統(tǒng)接入到業(yè)務(wù)服務(wù)層，實現(xiàn)共性支撐能力調(diào)用，達到業(yè)務(wù)服務(wù)能力的相互協(xié)調(diào)管理。

醫(yī)療平臺云化為數(shù)據(jù)智慧處理搭建基礎(chǔ)。來自健康數(shù)據(jù)采集終端和各級醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)傳輸匯集到醫(yī)療云平臺，內(nèi)容包括人口信息、健康檔案、電子病歷等。醫(yī)療云平臺進行人工智能分析和智慧處理后，將這些醫(yī)療大數(shù)據(jù)提供給各層次醫(yī)療服務(wù)體系，包括醫(yī)藥監(jiān)管平臺、公共服務(wù)平臺、醫(yī)療協(xié)同平臺、家庭簽約服務(wù)平臺、決策預(yù)警平臺等。醫(yī)療大數(shù)據(jù)可應(yīng)用場景豐富，且能深度挖掘，由價值醫(yī)療驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)發(fā)展實現(xiàn)了醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量和醫(yī)療成本雙贏，其潛在價值空間巨大。醫(yī)療大數(shù)據(jù)服務(wù)對象涵蓋居民、醫(yī)療服務(wù)機構(gòu)、科研機構(gòu)、醫(yī)療保險管理機構(gòu)、商業(yè)保險公司、公共健康管理部門等。有預(yù)測顯示，醫(yī)療大數(shù)據(jù)有望給美國帶來每年（3000～4500）億美元的市場價值，我國醫(yī)療大數(shù)據(jù)市場規(guī)模至少在千億元以上。

產(chǎn)業(yè)化探索初見成效

劉韻潔院士還介紹了北京工業(yè)大學(xué)北京未來網(wǎng)絡(luò)科技創(chuàng)新中心面向國家發(fā)展戰(zhàn)略、面向北京經(jīng)濟社會發(fā)展和京津冀協(xié)同發(fā)展重大需求，在醫(yī)療大數(shù)據(jù)、人工智能核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用方面取得的進展。

劉韻潔院士說，心腦血管病、糖尿病、慢性呼吸系統(tǒng)疾病、癌癥等是常見慢性病。我國慢性病人群龐大。大數(shù)據(jù)是探索慢病形成機理，提高慢病治療康復(fù)效果和預(yù)警預(yù)防慢病發(fā)生的有力武器。在數(shù)據(jù)挖掘與卒中研究方面，他們的研究團隊收集了三個方面的數(shù)據(jù)，一是生活習(xí)慣數(shù)據(jù)，包括飲食、煙酒嗜好、運動健身、工作性質(zhì)與壓力等，生活習(xí)慣是卒中重要的危險因素之一，利用生活習(xí)慣數(shù)據(jù)可對卒中風(fēng)險進行預(yù)測。二是臨床檢驗數(shù)據(jù)，包括血壓、心電圖、血常規(guī)和生化指標(biāo)等，這些臨床數(shù)據(jù)可用于卒中風(fēng)險評估和臨床輔助診斷。三是影像數(shù)據(jù)，B超，CT等影像數(shù)據(jù)可以直接反映人體器官狀態(tài)，也可用于卒中風(fēng)險評估和臨床輔助診斷。研究人員將以上不同類型的數(shù)據(jù)結(jié)合機器學(xué)習(xí)手段，實現(xiàn)了卒中的預(yù)測、預(yù)警和輔助診斷，取得了非常好的效果。

他們自主創(chuàng)新研發(fā)了Stroke-DLR模型，該模型利用前沿的機器學(xué)習(xí)算法，基于北京協(xié)和醫(yī)院和國家腦防委的120萬人群卒中篩查大數(shù)據(jù)進行強化訓(xùn)練，通過分析挖掘建立了一個適合中國居民身體情況的卒中預(yù)測模型，相比國際最通用的Framinghan模型39%的預(yù)警成功率，Stroke-DLR模型預(yù)警成功率達到62%，大幅提升了中國人群的適用性和預(yù)測準(zhǔn)確性，達到了國際領(lǐng)先水平。Stroke-DLR模型應(yīng)用取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，已經(jīng)為超過500萬老年人提供了卒中發(fā)病預(yù)警服務(wù)，有效預(yù)警超過6萬人次；根據(jù)卒中發(fā)病預(yù)警提前給予干預(yù)服務(wù)，單一患者診療費用降低65%以上，成果推廣應(yīng)用對維護人民健康，節(jié)省醫(yī)療費用產(chǎn)生了積極作用。先進的核心機器學(xué)習(xí)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，已在美國多家醫(yī)院進行了大規(guī)模臨床驗證，《柳葉刀》等知名雜志發(fā)表了相關(guān)研究成果。

研究人員還創(chuàng)新研發(fā)了一些新的模型用于糖尿病等慢病預(yù)警?；?9萬條生活習(xí)慣數(shù)據(jù)開發(fā)的OAE-RF慢病預(yù)警模型，實現(xiàn)了對糖尿病、高血壓、高血脂和慢阻肺4類常見病慢病預(yù)警，并可基于算法提供個性化防病建議。基于超過100項體征數(shù)據(jù)并結(jié)合用戶的人口學(xué)特征開發(fā)的SL-COX血糖血脂風(fēng)險評估模型，可有效評估和預(yù)測個體血糖風(fēng)險，通過不斷優(yōu)化和迭代分析，實現(xiàn)對糖尿病更為精準(zhǔn)的預(yù)測，研究成果已在美國多家醫(yī)院得到應(yīng)用。研究團隊建立了一個慢病管理平臺——IntelliCare慢病管理平臺。該平臺是一個面向中老年人群的軟硬件一體化慢病管理平臺，以人工智能為核心驅(qū)動提供院外閉環(huán)慢病健康管理服務(wù)，平臺已在30多家機構(gòu)得到應(yīng)用，覆蓋近10萬人群。

劉韻潔院士說，心電圖是置于皮膚上的電極，無創(chuàng)記錄心臟搏動產(chǎn)生的電活動信息，是反映心臟電生理狀態(tài)的一項重要檢測指標(biāo)。人工智能在心電圖領(lǐng)域有著很多應(yīng)用，特別是對基層機構(gòu)減少誤讀誤判有很大的幫助作用。研究人員提出了一個創(chuàng)新模型，即一維多尺度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（MCNN），MCNN實際測試結(jié)果顯示遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他國家同類技術(shù)水平。重癥監(jiān)護室（ICU）是醫(yī)院內(nèi)臨床科室中醫(yī)療設(shè)備最多，院內(nèi)數(shù)據(jù)匯集最密集的地方，ICU場景的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)維度多、時效性好、價值密度大和數(shù)據(jù)質(zhì)量高的特點。如何通過人工智能提高ICU治療康復(fù)水平是一個長期的、巨大的挑戰(zhàn)。美國通過ICU智能決策預(yù)警將重癥轉(zhuǎn)化比例從27%降至12%，有效降低了病人的病情惡化風(fēng)險，人工智能技術(shù)首次被嚴(yán)格在臨床上證明對重癥預(yù)防有效。北京工業(yè)大學(xué)研究團隊在ICU預(yù)警模型研究方面也取得了非常好的成果，ICU預(yù)警模型已在全國十幾家兒童醫(yī)院的ICU病房得到臨床應(yīng)用，服務(wù)于兒童重病的治療和康復(fù)。

劉韻潔院士最后表示，通過人工智能和醫(yī)療大數(shù)據(jù)，人們將能夠更好地了解自己的健康情況并得到及時有效的治療；“互聯(lián)網(wǎng)+AI”將助力我國醫(yī)療衛(wèi)生健康事業(yè)快速發(fā)展。

專家簡介

劉韻潔，中國工程院院士，教授級高工，現(xiàn)任北京工業(yè)大學(xué)北京未來網(wǎng)絡(luò)科技創(chuàng)新中心主任，中國聯(lián)合通信有限公司科技委主任；曾任郵電部數(shù)據(jù)通信研究所所長，郵電部電信總局副局長兼數(shù)據(jù)通信局局長，郵電部郵政科學(xué)規(guī)劃研究院院長，中國聯(lián)通總工程師、副總裁。曾多次主持?jǐn)?shù)據(jù)通信領(lǐng)域國家重點科研項目攻關(guān)，并取得多項重要成果。主持設(shè)計、建設(shè)并運營了國家公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、計算機互聯(lián)網(wǎng)、高速寬帶網(wǎng)，為我國信息化發(fā)展打下了重要基礎(chǔ)。獲得國家科技進步一等獎1項，部級科技進步一等獎2項，國家發(fā)明專利2項。