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    特别关注:人工智能技术正在医疗健康领域大显身手

    2019-12-27 陈平马玲 张婷

    近年来,人工智能技术在医疗健康领域的应用越来越广泛,医疗健康行业越来越多地采用这一先进技术来改善患者就医体验,提高医疗流程效率。技术层面上,人工智能目前跨越了医学方面的许多核心领域,从诊断到健康医疗,再到智能设备。

    早在1990年,我国著名学者周海中教授在经典论文《论机器人》一文中就预言:随着社会的发展和科技的进步,人工智能技术将在医疗健康领域大显身手。他的这一预言如今已成为现实。

    与医疗健康领域的大数据一样,医疗健康领域的人工智能技术正迅速成为一个决定性因素。那么具体来说,人工智能技术都在医疗健康领域的哪些主要方面发挥着重要作用呢?

    在诊断方面

    人工智能技术不但能够提供包括甲状腺、乳腺、前列腺、卵巢、膀胱、肝脏多种脏器医学影像数据的智能化识别和分析,而且可以为医院影像准段提供快速精准的医疗辅助诊断,从而提高临床诊疗的精准性与效率;该技术还可以为体检机构提供高质量的影像筛查,快速全面提升筛查诊断水平。例如,美国谷歌旗下人工智能子公司——“深度思维” 最近成功使一种人工智能算法通过分析医学影像检测眼病,其寻找青光眼、糖尿病视网膜病变和老年性黄斑退化这三大眼疾的迹象,比人类专家的判断更为迅速高效。未来通过人工智能技术辅助诊断,资深医生可以从繁琐工作中脱离出来,将更多精力放在疑难重症、高危患者救治中。

    在急救方面

    在传统上,急救医疗的本质上就是医疗团队和时间在竞赛。而利用人工智能技术或智能手机APP协助急救医疗这个计划,就是希望借助人工智能技术或智能手机APP,在紧急救护和运送的过程中,能够让后端急救团队能够及早获得患者的状况,缩短抵达后初步伤检判断时间,达到提升急救成功机率与减轻各种健康后遗症为目标。例如,日本慈惠会医科大学正在将人工智能技术应用到急救中,当救护人员从人工智能系统获得患者发病各项数据之后,就能制定患者的急救计划,以及准备相关急救器材,还可以同时指示负责运送的人员,进行必要的急救措施,让患者运抵医疗机构之后,就能够立即获得最适切的紧急救护医疗。

    在手术方面

    作为一种重要的职业,外科医生特别是手术医生需要具备丰富的专业知识,还需要掌握精准的手术操作技术,这都需要不断的学习与练习。受学习资料、手术练习材料等软硬件条件的制约,医生进行手术学习和手术操作的难度都非常大。许多大医院正在将人工智能技术应用到手术中,通过数据化和3D技术,将传统的二维图像信息立体化,使医生的病患分析和手术治疗更加轻松精准。例如,我国天津爱尔眼科医院利用人工智能技术推出创新型手术方式,手术医生可以根据患者的情况定制专属的手术方案,为学子们、运动爱好者、特殊职业人群(如警察、司机等)以及角膜偏薄、睑裂偏小的近视患者提供适合的手术方式。

    在耐药方面

    抗生素有助于保持人们的健康。然而,它们的广泛使用导致了抗生素耐药性细菌的产生,全球每年因此有7万人死亡。研究人员使用机器学习来鉴定细菌中引起抗生素耐药性的基因。人工智能技术还被用于识别电子医疗记录中的症状前模式,以便更多和更早地向医疗保健提供者发送警报。例如,美国加州大学洛杉矶分校研究人员最近利用人工智能技术确定了一种更快、更有效地治疗结核病的药物组合方案;该方案不仅能显著缩短治疗时间,而且对多数耐药结核病有效。研究人员在细胞培养和动物模型中使用这种方法,从数十亿种潜在的药物和剂量组合中快速识别出几种药物组合,从而缩短了结核病治疗的时间。

    在保心方面

    人工智能技术在心脏病学中的应用已有20多年,但考虑到心脏病的严重后果,其进展比较缓慢。该技术的一个例子是植入式除颤器,它可以监测心脏病突发风险患者的心律;植入式除颤器的数据将与电子医疗记录相结合,用于持续监测患者,从而使医生掌握更多关于患者的最新信息,为他们提供实时且有效的疾病诊断辅助手段。例如,英国牛津大学研究人员最近开发出一种人工智能工具,可以读取普通的CT扫描图,查找心脏发生变化的预警迹象,包括脂肪细胞的细微改变、组织的疤痕以及微小血管的生长。通过分析此类信息的算法,这个人工智能系统可以预测一名患者在今后9年内心脏病发作的风险。

    在脑机方面

    人工智能技术作为一门新兴的信息科学技术,对神经工程的发展起到了重要支撑与推动作用,帮助解决神经工程研究中遇到的诸多难题,从高维度空间解析人类大脑的工作原理。脑机接口技术被称作是人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”,是新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术,甚至被美国商务部列为14项出口管制技术之一。例如,美国Neuralink公司计划在后年开发出首个用于治疗脑部疾病的脑机接口人工智能产品;未来将开发高生物相容性的植入神经接口,实行人工智能技术植入人脑,取代人类的自然语言交流,实现颠覆性的智能人机接口技术,帮助脑中风患者恢复正常生活。

    在康复方面

    人工智能技术可以为神经或肢体受损的患者提供精准康复服务。如今的康复治疗,不光有常见的物理疗法、认知疗法和中医疗法,还有运动疗法、作业疗法等,依托各类智能康复辅具,搭上了高科技的“快车”,让康复训练变成像体感游戏一般,人机交互,匹配度高,评定快,效率高。例如,我国常州钱璟康复股份有限公司生产的Flexbot多体位智能康复机器人,可以将躺着的人“竖”起来,同时通过带动伤患人士腿部外骨骼等进行步态训练;此外,钱璟康复还打出了“璟云”平台,康复患者只需要输入自身症状,平台就能量身定做治疗方案,为患者提供AR“捡苹果”等模拟康复锻炼服务。

    随着人工智能技术与医疗健康领域的融合不断加深,人工智能已占据了医疗信息化建设的“至高点”。可以说,人工智能技术已经成为医疗健康行业的有力辅助和支撑。不过需要指出的是:一方面,人工智能技术正在加速改变整个医疗健康行业的运作方式;另一方面,尽管科技发展日新月异,但在未来很长的一段时间内,新的医疗技术在很多方面都不会取代医疗工作者。毕竟,医者仁心,这一点是包括人工智能技术在内的各种新技术学不会的。

    (作者单位分别为澳门科技大学医学院、昆明理工大学医学院)

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