人工智能在醫(yī)療器械中的發(fā)展探究

楊江海

摘要：現(xiàn)代化發(fā)展浪潮下，人工智能已經(jīng)被世界各國(guó)政府確立為獨(dú)立性的研究項(xiàng)目。人工智能在經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段的演變后，已經(jīng)從最初的理論逐漸上升到了實(shí)際的場(chǎng)景運(yùn)用當(dāng)中，并且在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)踐工程中發(fā)揮出卓越的功效。到目前為止，人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域中的發(fā)展主要涵蓋了輔助診療、虛擬助手、醫(yī)療影像、藥物研發(fā)、醫(yī)療知識(shí)及病理分析等，智能化技術(shù)影響的范圍在逐漸深入和擴(kuò)展。但是人工智能在我國(guó)醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也引發(fā)了諸如患者隱私、信息數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)、責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)、法律監(jiān)管缺失等方面的問(wèn)題。鑒于人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的深入應(yīng)用可以解決我國(guó)醫(yī)療人力資源的不足、提升醫(yī)療效率和準(zhǔn)確性等方面的優(yōu)點(diǎn)，政府部門應(yīng)該逐步完善在法規(guī)監(jiān)管、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用規(guī)范等方面的措施條例。

關(guān)鍵詞：人工智能;醫(yī)療領(lǐng)域;醫(yī)療器械

人工智能已經(jīng)在軍事、語(yǔ)言、文化、醫(yī)療、機(jī)器人等多領(lǐng)域進(jìn)行了深入化應(yīng)用，并且效用發(fā)揮極為顯著。尤其在醫(yī)療領(lǐng)域范圍內(nèi)，由于我國(guó)人口眾多，但醫(yī)療衛(wèi)生資源數(shù)量不足，供需關(guān)系失衡等問(wèn)題一直較為突出，而人工智能的及時(shí)引入，可以幫助醫(yī)務(wù)人員更加準(zhǔn)確高效的診斷病情，緩解了部分問(wèn)題，也極大程度的促進(jìn)了我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的變革發(fā)展。

1.人工智能概念

人工智能作為當(dāng)今信息化時(shí)代下誕生的產(chǎn)物，也是一門興起不久的技術(shù)科學(xué)，但由于各界領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注，近些年其發(fā)展速度逐漸加快。而主要的開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域在于模擬和延伸人類的智能化思維、技術(shù)、理論方法以及應(yīng)用系統(tǒng)，本質(zhì)上人工智能還是屬于計(jì)算機(jī)科學(xué)范疇，但由于計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的廣泛滲透，人工智能也被逐漸應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。

2.人工智能在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀及問(wèn)題

2.1發(fā)展現(xiàn)狀

科技和信息化技術(shù)的高速發(fā)展，人工智能也逐漸被應(yīng)用到醫(yī)療器械領(lǐng)域。人工智能在醫(yī)療應(yīng)用中較為常見(jiàn)的領(lǐng)域，現(xiàn)階段主要分布在醫(yī)學(xué)影像、輔助診療、藥物功能發(fā)掘、醫(yī)療管理、急救室、可穿戴設(shè)備、營(yíng)養(yǎng)管理等方面。由于人工智能的發(fā)展前景較為廣闊，高新科技領(lǐng)域類的企業(yè)、機(jī)構(gòu)都開(kāi)始加大了人工智能在醫(yī)療器械領(lǐng)域中的研究探索力度。2016年，谷歌公司就與英國(guó)國(guó)家健康體系進(jìn)行合作，開(kāi)始協(xié)同研究各類先進(jìn)的醫(yī)療軟件;同年，微軟公司也開(kāi)始著手研究人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用。從各個(gè)企業(yè)的案例中可以發(fā)現(xiàn)，人工智能在醫(yī)療器械中的研究速度與應(yīng)用范圍都在逐步擴(kuò)展加快。

2.2輔助診療方面

輔助診療原理是利用計(jì)算機(jī)模擬醫(yī)生思維完成診斷推理，最終得出診斷結(jié)果。人工智能進(jìn)行輔助診療的前提是需要獲得病人的具體信息，并且在數(shù)據(jù)庫(kù)中整合了相關(guān)的醫(yī)療知識(shí)，才能夠?qū)Σ∪说陌Y狀原因做出一定程度的分析。人工智能大致的輔助診療過(guò)程為：第一步，上傳病人病情信息和化驗(yàn)結(jié)果;第二，人工智能通過(guò)已經(jīng)建立起的醫(yī)療數(shù)據(jù)信息庫(kù)，再結(jié)合病情信息，得出診斷結(jié)果;第三，篩選治療方案，人工智能在學(xué)習(xí)掌握相關(guān)的醫(yī)學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)后，通過(guò)對(duì)相關(guān)治療方法和藥物的療效、副作用進(jìn)行分析判斷，得出最適合的治療方案。

2.3醫(yī)學(xué)影像方面

人工智能在醫(yī)療影像中的作用主要體現(xiàn)在閱片上，相關(guān)的病理醫(yī)生閱片經(jīng)驗(yàn)和能力會(huì)直接影響對(duì)病情的準(zhǔn)確判斷。而人工智能可以通過(guò)對(duì)醫(yī)生的閱片方式進(jìn)行模擬，利用大量的數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)不斷對(duì)智能算法進(jìn)行完善，以保證對(duì)影像做出準(zhǔn)確有效的分析判斷。利用人工智能對(duì)醫(yī)療影像的分析流程大致是對(duì)上傳的數(shù)據(jù)影像進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行圖像化的分割和病情特征的提取，再通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中大量信息的比對(duì)完成病情匹配診斷。如果在大量標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的醫(yī)療信息數(shù)據(jù)庫(kù)加持下，人工智能的閱片速度和準(zhǔn)確度相較于醫(yī)生的人工判斷，都會(huì)有很大程度提升。

2.4藥物功能發(fā)掘方面

將人工智能應(yīng)用到藥物功能的開(kāi)發(fā)檢測(cè)上，可以極大程度的減少藥物的研發(fā)周期，利用計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)模擬，可以預(yù)先判斷藥物的安全性、副作用，提高藥物研發(fā)的成功率。如Atomwise是全球知名的藥物研發(fā)企業(yè)，在醫(yī)藥人工智能領(lǐng)域中進(jìn)行了大量深入研究，同時(shí)利用IBM超級(jí)計(jì)算機(jī)整合了超過(guò)820萬(wàn)種的醫(yī)藥化合物，極大程度的縮減了藥物的研發(fā)周期和研發(fā)成本[1]。2015年該公司利用人工智能算法，在一天內(nèi)就篩選出了控制埃博拉病毒的候選藥物，而如果僅靠以前的 人工判斷和研究，單就候選藥物的篩選過(guò)程就可能需要花費(fèi)數(shù)月甚至更久的時(shí)間。

3.人工智能在醫(yī)療器械領(lǐng)域運(yùn)用中存在問(wèn)題

現(xiàn)階段人工智能在醫(yī)療器械領(lǐng)域中的應(yīng)用雖然取得了一定成果，但總體而言，研究和應(yīng)用技術(shù)尚未成熟，其中還有許多問(wèn)題有待解決。從醫(yī)療人工智能的發(fā)展歷程來(lái)看，大致可以分為三個(gè)階段：初期階段為數(shù)據(jù)整合階段，醫(yī)療數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化較低，無(wú)法高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用效果和范圍比較有限;而進(jìn)入第二階段后，逐漸可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享以及智能感知。信息技術(shù)的廣泛滲透也推進(jìn)了醫(yī)療數(shù)據(jù)的傳播融合，輔助診療、影像識(shí)別等領(lǐng)域逐漸出現(xiàn)了商用化產(chǎn)品;第三階段表現(xiàn)為健康大數(shù)據(jù)和認(rèn)知智能化的階段。健康大數(shù)據(jù)的整合分析可以讓人類進(jìn)入更加針對(duì)性的診療時(shí)代[2]。目前我國(guó)尚處于第一階段，醫(yī)療數(shù)據(jù)的共享機(jī)制不完善，標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。而且在對(duì)于醫(yī)療信息方面的安全隱私保護(hù)機(jī)制還未健全。

在拋開(kāi)各項(xiàng)醫(yī)療信息數(shù)據(jù)的共享化、電子化、標(biāo)準(zhǔn)化以及隱私保護(hù)機(jī)制問(wèn)題外，就涉及到醫(yī)療方面自身的問(wèn)題上。因?yàn)閺尼t(yī)學(xué)臨床表現(xiàn)來(lái)看，同一癥狀所對(duì)應(yīng)的疾病可能并不相同，許多疾病會(huì)呈現(xiàn)相同的臨產(chǎn)表現(xiàn)，所以臨床診斷的復(fù)雜程度也加大了人工智能的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在對(duì)于人類尚未突破的醫(yī)學(xué)病癥面前，人工智能也無(wú)法提供相關(guān)的診療建議。

同時(shí)對(duì)于我國(guó)各個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)而言，是否有必要花費(fèi)大量的資金技術(shù)引入人工智能的問(wèn)題尚不明確。如在2017年長(zhǎng)江產(chǎn)業(yè)論壇中對(duì)于人工智能和健康大數(shù)據(jù)的探究大會(huì)中，很多醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)表示在醫(yī)療器械領(lǐng)域引入人工智能需要花費(fèi)大量成本，而且考慮到所能取得的效益尚不顯著，所以實(shí)際中缺乏引入人工智能的動(dòng)力。同時(shí)與責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)入和管理問(wèn)題上，我國(guó)還缺少有效的法律監(jiān)管。

4.醫(yī)療領(lǐng)域人工智能化發(fā)展的建議

4.1改善數(shù)據(jù)管理

在我國(guó)健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展道路上，民眾和國(guó)家都開(kāi)始重視個(gè)人隱私、信息數(shù)據(jù)的安全問(wèn)題。在歐美一些國(guó)家，政府建立起對(duì)個(gè)人敏感隱私等相關(guān)醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的保護(hù)法規(guī)。但按照目前各國(guó)的法律體系來(lái)看，尚不能清晰界定健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的權(quán)屬問(wèn)題，特別是對(duì)于病人醫(yī)療數(shù)據(jù)的所有權(quán)，尚未有國(guó)家能明確劃分權(quán)限，這也就致使醫(yī)療數(shù)據(jù)難以真正做到共享化，信息孤島效應(yīng)始終存在于各個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)當(dāng)中。而人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用需要廣泛的大數(shù)據(jù)分析作為戰(zhàn)略基礎(chǔ)資源，缺乏信息資源的加持，人工智能就無(wú)法在醫(yī)療領(lǐng)域深入性的開(kāi)展研究和推廣。雖然我國(guó)人口眾多，醫(yī)療數(shù)據(jù)的體量較大，但是目前我國(guó)并沒(méi)有一套標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的數(shù)據(jù)處理流程，導(dǎo)致諸多的醫(yī)療數(shù)據(jù)質(zhì)量較差，難以被真正利用到醫(yī)療中。因此，基于信息數(shù)據(jù)建設(shè)一套高質(zhì)量的人工智能和健康大數(shù)據(jù)分析資源庫(kù)，進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理[3]。建立起一整套滿足智能計(jì)算需求的基礎(chǔ)資源服務(wù)平臺(tái)，包括云儲(chǔ)存智能分析平臺(tái)、新型計(jì)算集群共享平臺(tái)等，使得人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域獲得更好的發(fā)展環(huán)境。

4.2健全法規(guī)體系

人工智能技術(shù)的運(yùn)用逐步向著成熟階段邁進(jìn)，并且運(yùn)用到全球范圍內(nèi)的醫(yī)療領(lǐng)域當(dāng)中。但是人工智能這種新興技術(shù)在誘發(fā)歷史性巨變的同時(shí)也會(huì)帶來(lái)法律和倫理上的問(wèn)題，如果人工智能運(yùn)用不得當(dāng)，可能會(huì)隨時(shí)逾越法律邊界。人類在推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，但是技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展也需要遵守法律底線。所以在保證人工智能和醫(yī)療融合發(fā)展的情況下，還要加強(qiáng)相關(guān)的立法、未來(lái)社會(huì)問(wèn)題以及倫理方面的問(wèn)題研究。另外，國(guó)家還需要開(kāi)展人工智能和醫(yī)療應(yīng)用的法律責(zé)任確立、公民個(gè)人信息隱私等法律問(wèn)題的研究，明確追責(zé)問(wèn)責(zé)制度以及相關(guān)權(quán)利義務(wù)的承擔(dān)。加深國(guó)際化的共性問(wèn)題研究和國(guó)際合作，共同應(yīng)對(duì)人工智能和醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展挑戰(zhàn)。

4.3重視復(fù)合型人才培養(yǎng)

人工智能和醫(yī)療的結(jié)合發(fā)展需要具備兩個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的復(fù)合型人才，許多人工智能的研發(fā)技術(shù)人員也需要相關(guān)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)，而目前國(guó)內(nèi)擁有雙重領(lǐng)域知識(shí)的人才還較為匱乏。生物醫(yī)藥學(xué)在我國(guó)的發(fā)展趨勢(shì)較為良好，但與醫(yī)學(xué)技術(shù)工程脫節(jié)，無(wú)法高效達(dá)成人才的跨界培養(yǎng)。另外，教育培訓(xùn)體系也需要進(jìn)一步完善，以此來(lái)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。重視貫通培養(yǎng)人工智能與醫(yī)療健康的理論技術(shù)應(yīng)用的縱向復(fù)合型人才，還有掌握二者在法律、管理上的橫向復(fù)合型人才，建立多層次的人才培養(yǎng)體系。完善學(xué)科布局和人工智能與醫(yī)療的融合發(fā)展，并引進(jìn)高端人才和建設(shè)高水準(zhǔn)的人才隊(duì)伍。

5.人工智能在未來(lái)醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展展望

或許在不遠(yuǎn)將來(lái)，人工智能會(huì)成為醫(yī)療改革深化的助推器。國(guó)際范圍內(nèi)，高速發(fā)展的智能醫(yī)療已經(jīng)開(kāi)始在藥物研發(fā)、輔助診療、智能影像等多領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的研究實(shí)踐。隨著未來(lái)技術(shù)的發(fā)展，人工智能也會(huì)加深在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用，并且可能會(huì)催生出各類新型的產(chǎn)業(yè)模式或技術(shù)，深化醫(yī)療領(lǐng)域結(jié)構(gòu)的革新，完善現(xiàn)有的醫(yī)療服務(wù)模式，推進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)療的建設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)整體化醫(yī)療水平技術(shù)的提升。信息技術(shù)+人工智能可能會(huì)促成醫(yī)療資源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)轉(zhuǎn)型，未來(lái)的醫(yī)療事業(yè)可能會(huì)逐步向著互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)+人工智能的方向邁進(jìn)。

5.結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)作為當(dāng)今國(guó)際計(jì)算機(jī)領(lǐng)域重點(diǎn)研究的領(lǐng)域之一，其中的理論研究和實(shí)際應(yīng)用也已經(jīng)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域發(fā)揮了一定的成效。本文從人工智能當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀入手，闡述了人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用范疇，并對(duì)其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出了相關(guān)的改進(jìn)建議。而從國(guó)際化的發(fā)展應(yīng)用趨勢(shì)來(lái)看，人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有非常好的發(fā)展前景，尤其在我國(guó)醫(yī)療資源較為緊缺的情況下，如果能將醫(yī)療人工智能成熟化的應(yīng)用，就可以利用我國(guó)信息化的優(yōu)勢(shì)以較少的成本在全國(guó)鋪散開(kāi)來(lái)，緩解我國(guó)醫(yī)療人力資源不足的問(wèn)題。當(dāng)然，人工智能可以為人類醫(yī)療事業(yè)帶來(lái)進(jìn)步的同時(shí)，其潛在風(fēng)險(xiǎn)也時(shí)刻存在著，為此，國(guó)家需要在法律法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等方面做好規(guī)范措施。

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