专家解读|人工智能技术正在助力医疗科研发展

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图片来源@视觉中国

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钛媒体注:作者 | 马玲博士,葡萄牙里斯本理工大学博士、新加坡南洋理工大学博士后,医疗器械研发专家,目前在澳门科技大学医学院工作,钛媒体经授权发布。  

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。人工智能技术已经跨越了医疗健康领域的许多核心方面,从诊断到健康治疗,再到智能设备等。

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。正如中国著名学者周海中教授在1990年就预言的那样,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;其成果会不断涌现,应用前景令人期待。现在,这一预言已经变成事实。

人工智能技术赋能医疗健康领域,提升医疗人员的工作效率,降低医疗成本,并且使人们做到科学有效的日常监测预防,更好地管理自身健康。与医疗健康领域的大数据和物联网一样,人工智能技术在医疗健康领域正迅速成为一个决定性因素。那么,人工智能技术是如何助力医疗科研发展的呢?

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,减低医生工作强度的同时,减少漏诊与误诊几率,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。医生可以采用人工智能技术初筛读片模式,并通过该技术辅助诊断;而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。

例如,美国谷歌旗下人工智能子公司——“深度思维”(DeepMind)前不久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。又如,中国北京天坛医院最近推出一套利用人工智能技术来诊断肺炎的系统;这套系统不仅能够实现“肺炎诊断”,还能实现新冠肺炎(COVID-19)与其他肺炎(病毒性肺炎、细菌性肺炎等)的进一步鉴别诊断。

在保心方面

人工智能技术对于心脏的保护和医治都很有帮助。它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。人工智能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;如有必要,该设备也可以施加电击除颤。从长期来看,可穿戴设备和植入式设备的数据将与电子医疗记录相结合,用于持续监测心脏病患者,从而使医生掌握更多关于他们的最新信息。另外,人工智能技术还可以用于筛查早期无症状心脏病。

例如,英国牛津大学的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心血管病患者在今后9年内发生重大心脏不良事件的风险。又如,美国梅奥诊所的研究人员利用人工智能技术筛查早期无症状心脏病,准确性要优于其他常见的筛查检测。

在手术方面

作为一种重要的职业,外科医生尤其手术医生不仅需要具备丰富的专业知识,而且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,中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,手术医生可以根据近视患者的情况定制专属的手术方案,让近视患者又多了一种新选择。又如,上海市胸科医院利用微创医疗机器人有限公司自主研发的用于新冠病毒诊疗的智能手术机器人,完成了全球首例人工智能技术辅助支气管镜肺泡灌洗术,也保护了医务人员不受感染。

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”,是公认的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公司计划在今年开发出首个用于治疗脑部疾病的脑机接口产品,该公司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自理能力,过上正常人的生活。

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,还可以为患者设计康复课程。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,匹配度强,评定快,效率高。

例如,中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;另外,钱璟康复公司还推出了“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。

在医管方面

通过人工智能技术的应用,医疗管理服务也取得了突破性的进展,尤其以运动、心律、睡眠等检测为主的移动医疗设备发展较快。通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出来,将采集健康数据上传到云数据库形成个人健康档案,并通过数据分析建立个性化健康管理方案。

经过人工智能技术进行数据处理,对用户整体状态给予评估,并建议个性化健康管理方案,辅助健康管理人员帮助用户规划日常健康安排,进行健康干预等。依托可穿戴设备和智能健康终端,持续监测用户生命体征,提前预测险情并处理,进一步提升医管水平。

在耐药方面

全世界每年有127万人死于耐药细菌感染,所以抗菌药物耐药性被世界卫生组织(WHO)列为人类面临的十大公共卫生威胁之一。研究人员使用人工智能技术来鉴定细菌中引起抗生素耐药性的基因,希望通过厘清耐药性产生的机理,有望用于改进现有抗生素效果或开发新型抗生素。

例如,美国加州大学洛杉矶分校的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,从而显著提高了对结核病的治疗效果,并为该病患者带来了新希望与新体验。

在制药方面

将人工智能中的深度学习技术应用于智能药物研制,通过大数据分析等技术手段快速、准确地挖掘和筛选出合适的化合物或生物,达到缩短新药研制周期、降低新药研制成本、提高新药研制成功率的目的。人工智能技术通过计算机模拟,可以对药物活性、安全性和副作用进行预测。

借助深度学习,人工智能技术已在心血管药、抗肿瘤药和常见传染病治疗药等多领域取得了新突破;在抗击埃博拉病毒和新冠病毒中,智能药物研制也发挥了重要的作用。目前,全球已有超过100家初创型的企业在探索用于研制新药的人工智能技术。

由上可知,在人工智能技术的助力下,医疗健康领域正在发生翻天覆地的变化。但有必要指出的是,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。

posted @ 22-07-21 02:02  作者:admin  阅读量:
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