濟(jì)南市第三人民醫(yī)院 (山東 濟(jì)南 250132)

內(nèi)容提要：目前，人工智能技術(shù)作為重點(diǎn)研究的技術(shù)，逐漸也成為了醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)技術(shù)。本文主要探討了人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域中最重要的四個(gè)應(yīng)用：醫(yī)療影像的人工智能分析，疾病智能診斷，人工智能手術(shù)機(jī)器人，人工智能輔助藥物研發(fā)。雖然人工智能在這四個(gè)方面擁有顯著優(yōu)勢(shì)，但也不得不面對(duì)來自患者的認(rèn)可度，人工智能技術(shù)，隱私監(jiān)管等方面的挑戰(zhàn)。以人工智能為基礎(chǔ)的醫(yī)療發(fā)展有著廣闊的機(jī)遇，但仍需要謹(jǐn)慎的解決中間所要遇到的挑戰(zhàn)。

近些年，人工智能在各個(gè)領(lǐng)域迅速發(fā)展，在工業(yè)界與學(xué)術(shù)界得到了尤其廣泛地重視?！叭斯ぶ悄堋钡母拍钭钤缣岢鲇诙兰o(jì)五十年代。它可以被簡(jiǎn)單定義為用人工方法使得機(jī)器擁有類人智能，比如像人一樣觀察，說話，思考和行動(dòng)。

人工智能方法通過對(duì)海量醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以綜合各方面影響，得到較為準(zhǔn)確的診斷結(jié)果，速度快，客觀性強(qiáng)，可以輔助醫(yī)生進(jìn)行診斷和醫(yī)學(xué)研究[1-3]。截止到2018年，在全球范圍內(nèi)，已經(jīng)成立了107家人工智能醫(yī)療創(chuàng)業(yè)公司[4]。比如，國內(nèi)的騰訊覓影實(shí)驗(yàn)室，科大訊飛的智慧醫(yī)療事業(yè)部，國外谷歌的DeepMind Health、IBM Watson Health等機(jī)構(gòu)在醫(yī)療領(lǐng)域也已取得了突出進(jìn)展。

1.人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用

人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在以下四個(gè)方面：醫(yī)療影像的人工智能分析，疾病智能診斷，人工智能手術(shù)機(jī)器人，人工智能輔助藥物研發(fā)等。

1.1 醫(yī)療影像的人工智能分析

據(jù)國家衛(wèi)健委公開資料表示，未來五年內(nèi)，醫(yī)學(xué)影像人工智能系統(tǒng)市場(chǎng)份額最少有近200億元，市場(chǎng)前景十分廣闊。人工智能分析醫(yī)療影像的方法與人類似，對(duì)于大量的醫(yī)療影像，將專家給出的診斷結(jié)果輸入人工智能模型，讓其自己去學(xué)習(xí)如何診斷影像，學(xué)習(xí)之后人工智能的診斷水平甚至可以超過一般醫(yī)生的專業(yè)水平[5]。目前，人工智能技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于輔助醫(yī)生的臨床工作，例如肺癌早期篩選、乳腺癌早期篩選、宮頸癌早期篩選等方面[6,7]。人工智能進(jìn)行影像分析的特點(diǎn)是速度快，穩(wěn)定性高，成本低。分析一張醫(yī)療圖像往往只需要幾分鐘甚至幾秒鐘的時(shí)間，可大大提高醫(yī)生的診斷效率[8]。

1.2 疾病智能診斷

人工智能可以直接進(jìn)行醫(yī)療診斷并且給出進(jìn)一步的治療方案，比如，IBM與美國腫瘤醫(yī)院共同開發(fā)的沃森醫(yī)生平臺(tái)[1]。它可以在短時(shí)間內(nèi)綜合患者的各類信息，結(jié)合上百萬的資料給出精準(zhǔn)的診斷結(jié)果和治療方案。同時(shí)，它會(huì)根據(jù)分析結(jié)果給醫(yī)生提供可靠的醫(yī)療建議，從而進(jìn)一步提高了診斷效率[9]。引入沃森這樣的人工智能系統(tǒng)可以很好地緩解醫(yī)生誤診漏診的情況，方便醫(yī)院更好地服務(wù)于患者。

1.3 人工智能手術(shù)機(jī)器人

人工智能除了給出診斷結(jié)果還可輔助進(jìn)行手術(shù)，其主要設(shè)計(jì)概念為通過微創(chuàng)的手段輔助復(fù)雜的外科手術(shù)。其中最有名的是達(dá)芬奇機(jī)器人[4]。達(dá)芬奇機(jī)器人是一種人機(jī)協(xié)作型機(jī)器人，在手術(shù)過程中，醫(yī)生可以在千里之外運(yùn)用機(jī)械臂實(shí)時(shí)精準(zhǔn)的進(jìn)行手術(shù)輔助。智能手術(shù)機(jī)器人的優(yōu)異表現(xiàn)，讓大家看到了其廣泛用于臨床的希望[10,11]。

1.4 人工智能輔助藥物研發(fā)

在人工智能輔助藥品研發(fā)方面，傳統(tǒng)的藥品研發(fā)方法周期長(zhǎng)，成本高，一款新藥從研發(fā)到上市面臨著高周期、高成本的問題，從藥物研發(fā)到上市可高達(dá)12～14年。人工智能可以在早期藥物的篩查中提高成功率[12]，從而大幅度降低藥品研發(fā)成本。一個(gè)成功的案例是美國的Berg公司，其運(yùn)用人工智能技術(shù)，只需要9～12個(gè)月就可以研制出一款新藥[5]。

2.人工智能+醫(yī)療所面臨的挑戰(zhàn)

人工智能雖然在醫(yī)療領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，但是仍面臨著一些挑戰(zhàn)，比如在患者的認(rèn)可度上，人工智能技術(shù)上，隱私監(jiān)管上。

研究表明，現(xiàn)階段在醫(yī)療診斷方面，人工智能技術(shù)只能作為一個(gè)輔助工具，而不能完全替代醫(yī)生[13]。一方面，患者已經(jīng)熟悉了望聞問切的診斷模式，對(duì)人工智能技術(shù)會(huì)抱著懷疑態(tài)度[14,15]。另一方面，患者與機(jī)器交互的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于患者與醫(yī)生交互的效果，醫(yī)生對(duì)于疾病的診斷很重要的一點(diǎn)是，他們依靠的是科學(xué)的思維和臨床經(jīng)驗(yàn)，而機(jī)器僅僅是依靠冰冷的計(jì)算機(jī)算法。因此，從患者角度講，醫(yī)生仍是首選，人工智能在患者認(rèn)可度的路上任重而道遠(yuǎn)。

另外，人工智能技術(shù)仍存在不容忽視的技術(shù)短板。例如醫(yī)療影像分析，一個(gè)完善的人工智能模型往往需要大量的標(biāo)注數(shù)據(jù)進(jìn)行模型的建立和訓(xùn)練，然而對(duì)于單個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)來說，其保存的醫(yī)療影像往往是有限的；再如，人工智能模型的通用性不高，魯棒性較差，不同設(shè)備拍攝出的醫(yī)療影像對(duì)于人來說往往不是問題，但是對(duì)于人工智能模型來說，可能換了一個(gè)設(shè)備之后，會(huì)給出相當(dāng)糟糕的診斷結(jié)果，這就大大限制了人工智能在臨床的應(yīng)用。

更重要的是，我國在隱私監(jiān)管上制度仍不完善，隱私泄露事件層出不窮。患者的疾病問題屬于絕對(duì)的隱私，運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行診斷和治療的同時(shí)，如果患者隱私得不到保障，將大大阻礙人工智能在醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展。因此應(yīng)當(dāng)盡早的根據(jù)現(xiàn)今的現(xiàn)實(shí)狀況采取措施對(duì)人工智能進(jìn)行監(jiān)管，避免出現(xiàn)因大量的醫(yī)療隱私泄露所產(chǎn)生的不良后果[16]。

3.人工智能醫(yī)療所面臨的機(jī)遇

當(dāng)前，人工智能已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用，人工智能與醫(yī)生互為補(bǔ)充，相互促進(jìn)提高。如今，已經(jīng)有相關(guān)產(chǎn)品可以在手機(jī)端診斷皮膚癌，而且其準(zhǔn)確度超過一般醫(yī)生。試想，如果有一天，通過手機(jī)上的傳感器采集患者信息，然后通過手機(jī)中的人工智能算法得到診斷結(jié)果，比如青光眼、B超等可以通過手機(jī)診斷，而且其結(jié)果要比普通醫(yī)生的準(zhǔn)確度還要高，那必將推動(dòng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)走向新的時(shí)代。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者屠呦呦教授通過大量人工實(shí)驗(yàn)，耗費(fèi)大量的資源提取出青蒿素，被譽(yù)為可以拯救2億人口的偉大發(fā)現(xiàn)。試想，如果人工智能技術(shù)在藥物研發(fā)方面的成功經(jīng)驗(yàn)可為我們所用，發(fā)現(xiàn)中藥起作用的背后深層的內(nèi)在規(guī)律，我們便可能發(fā)掘出更多的“青蒿素”。這對(duì)中醫(yī)藥的發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用，還可以造福人類。

面對(duì)如此巨大的機(jī)遇，我國的科研人員必將努力奮斗，克服重重難關(guān)，讓人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域大放異彩。