ChatGPT猶如一枚石子不經(jīng)意地投入到人工智能行業(yè)平靜的水面,迅速在全球范圍內(nèi)激起一波大浪。
AI翻譯、AI繪畫、AI家居……如今,人工智能已經(jīng)跨入各個領(lǐng)域,與人們的生活越來越近,這類看似無所不能的新一代人工智能,能否與醫(yī)療領(lǐng)域相結(jié)合,從而促進(jìn)醫(yī)療行業(yè)的跨越式發(fā)展,給人類帶來福音呢?
微軟創(chuàng)始人比爾·蓋茨在不久前表示,ChatGPT等新型聊天機(jī)器人能夠不斷地進(jìn)行訓(xùn)練、改進(jìn)并進(jìn)行讀寫。因此ChatGPT等人工智能可以為閱讀和寫作提供優(yōu)化,并在醫(yī)療保健和教育等領(lǐng)域切實(shí)提高工作效率。而醫(yī)療健康行業(yè)確實(shí)存在著一些值得注意的、長期存在的問題,包括資源不足、工作流程的低效、不公平以及患者與臨床醫(yī)生之間溝通的時間不足等問題。渴望改進(jìn)的醫(yī)療行業(yè)領(lǐng)袖和計算機(jī)科學(xué)家對此充滿信心,他們認(rèn)為人工智能在解決這些問題方面將發(fā)揮重要作用。
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智能醫(yī)療正在成為未來趨勢
實(shí)際上,人工智能早已走近醫(yī)療領(lǐng)域,技術(shù)研究、生物制藥、臨床診斷等多個環(huán)節(jié)都能看到人工智能的身影。醫(yī)療界早已達(dá)成共識,認(rèn)為智能醫(yī)療將成為未來醫(yī)療行業(yè)的重要風(fēng)向標(biāo)。
而此次ChatGPT走紅,是否代表著醫(yī)療行業(yè)和AI融合迎來了奇點(diǎn)?
在美國,執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格考試向來以難度大、專業(yè)性強(qiáng)而著稱,這建立起美國醫(yī)生群體從業(yè)的高門檻,但ChatGPT無需經(jīng)過專門訓(xùn)練或加強(qiáng)學(xué)習(xí)就能通過或接近通過這一考試。這是人工智能在臨床醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面“值得注意的一件大事”,顯示“大型語言模型可能有輔助醫(yī)學(xué)教育、甚至臨床決策的潛力”。
同樣的,谷歌公司一款名為Med-PaLM的人工智能醫(yī)療助手“能夠向患者提供和專業(yè)全科醫(yī)生一樣好的建議”。隨著技術(shù)不斷發(fā)展,“我們可能很快會從‘谷歌醫(yī)生’或‘必應(yīng)護(hù)士’那里得到醫(yī)學(xué)方面的建議”。
在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,人工智能已經(jīng)開始在三個層面產(chǎn)生影響:臨床醫(yī)生:人工智能可以幫助他們更加快速、準(zhǔn)確的解讀圖像、醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù);醫(yī)療健康系統(tǒng):人工智能可以改進(jìn)工作流程,降低醫(yī)療潛在的錯誤;自然人:在健康管理中,人工智能可以幫助人們更好的檢測身體數(shù)據(jù),從而改善健康狀況。
人工智能已經(jīng)走進(jìn)醫(yī)療領(lǐng)域,智能醫(yī)學(xué)正在成為趨勢,未來將會有更多的新醫(yī)療服務(wù)模式依賴于人工智能工具。可訪問的數(shù)據(jù)、高質(zhì)量計算能力,以及機(jī)器的自學(xué)習(xí)能力相結(jié)合,將會為人類生活質(zhì)量的提高帶來更大可能性。
人工智能促進(jìn)醫(yī)療模式改變
醫(yī)療行業(yè)復(fù)雜程度高,涉及知識面廣,但人工智能可以在多個環(huán)節(jié)發(fā)揮作用。這主要得益于,在信息網(wǎng)絡(luò)條件下,越來越多的智能終端和傳感器的廣泛運(yùn)用產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù),為人工智能醫(yī)學(xué)的研究和運(yùn)用提供了源源不斷的養(yǎng)分。這不僅給醫(yī)療領(lǐng)域本身帶來了一場新技術(shù)革命,更促進(jìn)了醫(yī)療服務(wù)模式的改變。
當(dāng)前人工智能可以在運(yùn)營、預(yù)防、檢查、診斷、治療和康復(fù)等全健康管理環(huán)節(jié),以及藥品研發(fā)、醫(yī)療器械生產(chǎn)等方面都有不同尋常的運(yùn)用。
在疾病預(yù)防方面,人工智能優(yōu)于醫(yī)生的地方在于,在長時間盯著屏幕后,人工智能不會像人類一樣不自覺地感到厭倦。另一方面,即使在很理想的條件下,人類也可能會忽略掃描圖片中微小的癌變碎片。而人工智能則不會有這樣的擔(dān)憂,他們可以做到既精準(zhǔn)又高效。
利用人工智能技術(shù),可以高效預(yù)測阿爾茲海默病風(fēng)險、心血管疾病風(fēng)險、癌癥風(fēng)險、精神疾病等等。這些預(yù)測能夠幫助人們防控公共疫情,協(xié)助個人提升健康水平。
實(shí)際上,目前人工智能最為成熟和廣泛運(yùn)用的領(lǐng)域是圖像識別。最近幾年,人工智能圖像識別技術(shù)快速發(fā)展,在某些特定領(lǐng)域甚至已經(jīng)超過人類。在視網(wǎng)膜圖像識別、甲狀腺超聲影像診斷、肺結(jié)節(jié)影像檢測、CT影像識別等領(lǐng)域,人工智能的機(jī)器讀片在時間和準(zhǔn)確率上已經(jīng)超過了部分醫(yī)生。人工智能作為輔助工具,可以節(jié)約醫(yī)生大量的時間,提高醫(yī)生的工作效率,為解決基層醫(yī)療資源不足的難題提供了新思路。
更加不可思議的是,在診療方案的提出上,人工智能還能模擬醫(yī)生的思維和診斷的方式、習(xí)慣和依據(jù),融合自然語言處理、認(rèn)知技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),充當(dāng)“人工醫(yī)生”,可以在較短時間內(nèi)提供精準(zhǔn)的診斷結(jié)果和個性化的治療方案,供醫(yī)生參考借鑒。
在健康管理方面,隨著可穿戴設(shè)備和家庭健康監(jiān)測設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用,個人健康數(shù)據(jù)從過去的靜態(tài)監(jiān)測變成了動態(tài)監(jiān)測。人工智能可以從這些動態(tài)數(shù)據(jù)中,分析判斷個人的健康水平,并給予血糖、血壓、血脂,用藥等方面的指導(dǎo)。
人工智能除了監(jiān)控疾病信號外,還可以提供個性化預(yù)警,新一代人工智能甚至?xí)M(jìn)化為個體化的健康管家。在醫(yī)療器械的改進(jìn)和生產(chǎn)上,人工智能可以對醫(yī)療器械應(yīng)用全過程進(jìn)行智能分析,讓醫(yī)療器械的研發(fā)和使用更加符合實(shí)際。
綜上分析,從“經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)”到“循證醫(yī)學(xué)”再到“智能醫(yī)學(xué)”,深入醫(yī)療行業(yè)全鏈條,人工智能正在促進(jìn)醫(yī)療模式的改變,新技術(shù)、大數(shù)據(jù)的應(yīng)用,將進(jìn)一步助力人類戰(zhàn)勝疾病,管理健康。
不過值得一提的是,雖然人工智能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開展了越來越廣泛的應(yīng)用,但不可否認(rèn)其仍然存在局限性,包括ChatGPT在內(nèi)的工具并不完美。在丁香園所開展的《關(guān)于 ChatGPT 與專業(yè)醫(yī)生在線問診能力的比較研究》中,ChatGPT與專業(yè)醫(yī)生回答情況對比,在醫(yī)學(xué)專業(yè)性上的主要差異在于:缺少對于患者病史有針對性的追問、對專業(yè)醫(yī)學(xué)名詞解釋錯誤、診療方案不全面或有誤、對患者的建議不夠具體等問題。而在服務(wù)性審核結(jié)果中,ChatGPT的表現(xiàn)略好,但依然存在對患者的建議不夠具體,幾次回復(fù)結(jié)果不貫通等問題。
但我們依然相信,隨著科技與醫(yī)藥行業(yè)的融合,海量的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)持續(xù)積累,這是民族醫(yī)療健康企業(yè)自主創(chuàng)新、蓬勃發(fā)展的富礦。依托于中國市場的巨大優(yōu)勢,越來越多企業(yè)利用AI技術(shù)提升醫(yī)療服務(wù)效能,能夠帶來巨大的行業(yè)價值和社會價值。
人工智能,為醫(yī)療創(chuàng)新而來
顯然,人工智能技術(shù)正在為醫(yī)療的各個方面帶來革命性的影響,并將扮演重要的角色。人們期待著醫(yī)學(xué)的發(fā)展,更先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)將叩開人類健康更高的大門。
在國內(nèi),有一批將人工智能應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域的高科技企業(yè),已經(jīng)逐漸成長起來。比如,專注于消化道健康領(lǐng)域創(chuàng)新醫(yī)療器械研發(fā)、生產(chǎn)、經(jīng)營的高新技術(shù)企業(yè)安翰科技,已經(jīng)可以為消化道疾病無創(chuàng)篩查、早期診斷、精準(zhǔn)治療等提供全新的解決方案。
在安翰科技投入的領(lǐng)域中,人工智能技術(shù)的融入為消化道疾病診斷帶來了兩個突破:一是前向應(yīng)用,檢查過程中自動實(shí)時識別病灶,提示檢查人員進(jìn)行重點(diǎn)檢查拍攝,為檢查的精準(zhǔn)度和完整性上了一道智能保險;二是后向應(yīng)用,在閱片過程中,對醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行精準(zhǔn)分類,快速分離病變異常圖像,輔助醫(yī)生分析診斷。
比如小腸疾病檢查一直是常規(guī)內(nèi)鏡和放射學(xué)檢查的難點(diǎn),膠囊內(nèi)鏡的出現(xiàn)徹底改變了這一現(xiàn)狀。在臨床應(yīng)用中,由于小腸生理結(jié)構(gòu)長、病灶種類多、每例小腸膠囊內(nèi)鏡檢查拍攝的圖片數(shù)量達(dá)到2萬張,產(chǎn)生的視頻長達(dá)8-10個小時,面對海量醫(yī)學(xué)影像,醫(yī)生如何準(zhǔn)確快速完成閱片診斷是膠囊內(nèi)鏡臨床使用的瓶頸問題。因此,迫切需要一種創(chuàng)新的工具和方法提高小腸膠囊內(nèi)鏡的臨床檢出率和效率。
2019年10月,《胃腸病學(xué)》(Gastroenterology)重磅刊發(fā)安翰科技人工智能輔助閱片系統(tǒng)的臨床應(yīng)用研究成果,這是全球首次將人工智能技術(shù)應(yīng)用于膠囊內(nèi)鏡小腸檢查,也是在世界醫(yī)學(xué)界,中國人工智能技術(shù)在膠囊內(nèi)鏡小腸檢查中應(yīng)用的首次亮相,獲得該雜志主編高度評價:“開啟了小腸疾病診斷的新紀(jì)元”。
具體來看,使用深度學(xué)習(xí)模型的膠囊內(nèi)窺鏡對小腸疾病和黏膜正常改變的胃腸病專家級臨床識別,是由華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院侯曉華教授、藺蓉教授團(tuán)隊和安翰科技的3位技術(shù)專家共同完成,安翰科技為研究提供了算法和基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)的AI模型以及ESView數(shù)據(jù)平臺的技術(shù)支持。
這個研究成果,安翰科技使用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)訓(xùn)練了一個基于深度學(xué)習(xí)的AI模型,來區(qū)分膠囊內(nèi)鏡檢查中的異常圖像和正常圖像,以協(xié)助分析評估小腸膠囊內(nèi)鏡圖像。臨床研究數(shù)據(jù)集來自77家醫(yī)療中心的6970例113,426,569張膠囊圖像;在訓(xùn)練階段,用1970例患者的158,235 張膠囊圖像建立模型;在驗(yàn)證階段,用5000例患者的113,268,334張膠囊圖像驗(yàn)證模型。
從效果上看,人工智能輔助識別顯著提高了小腸病灶的臨床檢出率,大大提高了異常圖片識別的靈敏度。經(jīng)過大樣本、多中心數(shù)據(jù)驗(yàn)證:經(jīng)AI輔助后,每例小腸膠囊內(nèi)鏡檢查所需要的平均閱片時間由96.6分鐘大幅縮短為僅需5.9分鐘,對病灶的診斷靈敏度由76.89%提升為99.9%。
安翰科技將人工智能技術(shù)應(yīng)用于小腸病灶篩查,不僅實(shí)現(xiàn)了膠囊內(nèi)鏡應(yīng)用的智能輔助,還極大程度地改變了小腸疾病的診斷模式,具有重大的臨床和社會價值。
2019年,美國消化內(nèi)鏡學(xué)會(ASGE)GIE編委會評選出2019年度消化內(nèi)鏡領(lǐng)域十大進(jìn)展,AI輔助診斷創(chuàng)新研究成果以評委全票通過的優(yōu)勢,獲評榜單第二名。編委會表示:“該系統(tǒng)是人工智能作為顛覆性技術(shù)的非凡示范,將膠囊內(nèi)窺鏡檢查提升到一個新的水平?!?/p>
總結(jié)
我國陸續(xù)發(fā)布了多條全國性政策和醫(yī)療人工智能專項(xiàng)政策并上升為國家戰(zhàn)略,中國人工智能醫(yī)療行業(yè)發(fā)展有望進(jìn)一步提速。將人工智能與醫(yī)生智慧、臨床經(jīng)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合,將幫助中國患者從健康科普、就醫(yī)決策到醫(yī)療服務(wù)等方面,建立起完整的一站式健康管理服務(wù),并為醫(yī)療機(jī)構(gòu)和醫(yī)療從業(yè)者提供定制化“數(shù)智”解決方案。
期待在不久的將來,更多的人工智能創(chuàng)新成果可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué),有效的助力醫(yī)療機(jī)構(gòu)降本增效,提升診療水平,更好的服務(wù)患者,提升全人類的福祉。
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