他預(yù)計(jì)，人工智能（AI）系統(tǒng)將在美國(guó)90％的醫(yī)院和全球60％的醫(yī)院和保險(xiǎn)公司中得到應(yīng)用，從而為70％的患者提供更加方便獲取、價(jià)格更低廉且質(zhì)量更高的護(hù)理。

 

　　此外， AI市場(chǎng)中的醫(yī)療保健應(yīng)用將在全球得到迅速采用，預(yù)計(jì)到2021年的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到42％。Frost＆Sullivan甚至認(rèn)為，到2021年這些AI的醫(yī)療保健應(yīng)用的全球收益將達(dá)到67億美元。

 

　　那具體到提高病癥的治療研究如世界醫(yī)學(xué)公認(rèn)的難題癌癥的治療，人工智能會(huì)產(chǎn)生哪些影響？Stefan Buttigieg對(duì)在AI技術(shù)推動(dòng)下的癌癥治療和研究的未來(lái)進(jìn)行了探索。

 

 

　　腫瘤學(xué)是專門(mén)針對(duì)癌癥診斷和治療的醫(yī)學(xué)分支學(xué)科，其包含醫(yī)學(xué)腫瘤學(xué)、放射腫瘤學(xué)和外科腫瘤學(xué)三門(mén)不同的子學(xué)科，人工智能（AI）在這些子專業(yè)中都發(fā)揮著重要的作用。

 

　　人工智能是怎樣在癌癥這種復(fù)雜的疾病的治療研究中發(fā)揮作用的呢？

 

　　德克薩斯大學(xué)MD安德森癌癥中心和加利福尼亞州帕洛阿爾托醫(yī)學(xué)基金會(huì)的醫(yī)生們已經(jīng)開(kāi)始探索人工智能和大數(shù)據(jù)在抗癌方面的潛在用途。

 

　　他們提出了14種可以使得癌癥治療研究可以獲益的應(yīng)用場(chǎng)景。AI研究人員和臨床醫(yī)生將這些場(chǎng)景主要?dú)w納為三條主要途徑來(lái)加速腫瘤學(xué)研究：

 

　　1、通過(guò)進(jìn)一步發(fā)展和整合現(xiàn)有的癌癥記錄手冊(cè)，從地方到全球?qū)用?，進(jìn)行分析和解釋，以更好地了解癌癥機(jī)制（從常見(jiàn)到罕見(jiàn)癌癥）。大數(shù)據(jù)集提供了可靠的證據(jù)基礎(chǔ)，而另一方面由人工智能來(lái)幫助分析；

 

　　2、通過(guò)對(duì)最佳實(shí)踐方式及趨勢(shì)進(jìn)行分析，來(lái)提升全球癌癥治療途徑；

 

　　3、通過(guò)大力促進(jìn)成本效益實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。

 

 

　　傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)上我們使用臨床手段如超聲檢查、X射線、計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）和磁共振成像（MRI）檢測(cè)癌癥。然而，這些技術(shù)其實(shí)對(duì)許多癌癥是無(wú)法完全識(shí)別出的。

 

　　另一種方法是分析微陣列基因譜，這種聽(tīng)上去很復(fù)雜的方法只需使用極少量的遺傳物質(zhì)來(lái)檢測(cè)癌癥，以評(píng)估某些基因表達(dá)的程度。這種遺傳材料產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可創(chuàng)造必須分析的巨大數(shù)據(jù)集。此分析可能需要好幾個(gè)小時(shí)才能完成。但現(xiàn)在這個(gè)復(fù)雜耗時(shí)的分析可以通過(guò)AI來(lái)快速執(zhí)行。

 

　　從2001就開(kāi)始的研究中可以看出事實(shí)上，人工智能在這里起著重要的作用，而當(dāng)我們快速推進(jìn)到2017年時(shí)，我們看到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究人員已經(jīng)在通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)（如Gene Masking）對(duì)癌癥進(jìn)行分類了。

 

　　當(dāng)科學(xué)家難以理解甚至準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)腫瘤的行為方式時(shí)，腫瘤惡性作用就會(huì)暴露無(wú)遺。無(wú)數(shù)癌癥患者及其家屬都在與那些未知的復(fù)發(fā)可能性做斗爭(zhēng)。當(dāng)幾個(gè)原癌細(xì)胞在初始治療中僥幸存活下來(lái)或者因體積太小在治療后難以被檢測(cè)到，病人就有可能面臨癌癥復(fù)發(fā)的危險(xiǎn)。

 

　　斯坦福人工智能實(shí)驗(yàn)室和斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院之間的合作啟發(fā)了TensorFlow和13萬(wàn)皮膚病圖像數(shù)據(jù)庫(kù)的誕生，并訓(xùn)練TensorFlow算法來(lái)視覺(jué)診斷潛在的皮膚癌。最重要的是，這套算法算出的結(jié)果與21名皮膚科醫(yī)生團(tuán)隊(duì)也互相匹配。

 

 

　　腫瘤學(xué)領(lǐng)域的人工智能應(yīng)用越來(lái)越多，目前有五家公司非常值得關(guān)注。近年，從圖像中識(shí)別出對(duì)象物的圖像識(shí)別技術(shù)借助深度學(xué)習(xí)，其應(yīng)用范圍得以迅速提高。

　　總部位于美國(guó)舊金山的新興企業(yè) Enlitic將深度學(xué)習(xí)運(yùn)用到了癌癥等惡性腫瘤的檢測(cè)中。該公司開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)的癌癥檢出率高于放射技師。深度學(xué)習(xí)是使用模擬人腦結(jié)構(gòu)的“深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”的一種機(jī)器學(xué)習(xí)方法，也可用于語(yǔ)音識(shí)別及自然語(yǔ)音處理等，但取得顯著成果的要數(shù)圖像識(shí)別領(lǐng)域。

 

　　Enlitic正在使用深度學(xué)習(xí)來(lái)自動(dòng)檢測(cè)胸部CT圖像中的肺癌結(jié)節(jié)，結(jié)果顯示其比胸部放射科醫(yī)師專家組具有更高的準(zhǔn)確度。

 

　　Insilico Medicine 公司成立于2014年1月，位于巴爾的摩。其通過(guò)AI技術(shù)來(lái)進(jìn)行藥物研發(fā)、生物標(biāo)志物開(kāi)發(fā)和衰老研究，該公司應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法來(lái)進(jìn)行癌癥治療的藥物研發(fā)，如免疫療法。今年8月Insilico Medicine還與全球領(lǐng)先的區(qū)塊鏈技術(shù)全方位服務(wù)公司Bitfury簽訂了合作協(xié)議，共同研發(fā)將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療健康應(yīng)用程序的創(chuàng)新解決方案。

 

　　OncoraMedical公司正在為放射腫瘤學(xué)提供預(yù)測(cè)意見(jiàn)和風(fēng)險(xiǎn)分析。通過(guò)這種方式，他們正在幫助輻射腫瘤學(xué)家做出更好的決策，并更好地利用他們生成的多樣化和有價(jià)值的數(shù)據(jù)。這家位于費(fèi)城的初創(chuàng)公司專注于幫助癌癥研究和治療，特別是在放射治療方面。

 

　　世界各地的病理醫(yī)生每天都在診斷癌癥，他們的工作需要分析上千張片子。如果有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法幫助這些專家過(guò)濾所有正常的片子，并對(duì)需要進(jìn)一步研究的片字進(jìn)行標(biāo)注，那么醫(yī)生們的工作量將會(huì)減輕很多。

 

　　Proscia是一家將計(jì)算機(jī)智能應(yīng)用于腫瘤病理學(xué)的公司，它收集整理來(lái)自全世界的腫瘤病理數(shù)據(jù)和圖像，并將其應(yīng)用于臨床一線腫瘤治療。Proscia設(shè)計(jì)的這個(gè)數(shù)字病理平臺(tái)，允許病理學(xué)家和研究人員利用每張片子中的病理數(shù)據(jù)。今年上半年，Proscia將這項(xiàng)云技術(shù)跨界應(yīng)用于腫瘤病理分析，建立了讓全世界的人們可以輕松共享的腫瘤病理切片云數(shù)據(jù)庫(kù)。

 

 

　　腫瘤學(xué)雜志在ESMO Open刊登了Curioni-Fontecedro博士的文章“應(yīng)用人工智能的腫瘤學(xué)新時(shí)代”，該文章簡(jiǎn)要解釋了目前的情況。

 

　　雖然這項(xiàng)技術(shù)和研究存在并可用于癌癥護(hù)理和研究，但它們尚未覆蓋到整個(gè)腫瘤學(xué)界。那些還沒(méi)有覆蓋到的地方需要在腫瘤學(xué)達(dá)到下一個(gè)水平時(shí)，通過(guò)醫(yī)生拿到資助及接受培訓(xùn)去購(gòu)買，才能得到實(shí)施。

 

　　癌癥研究治療的未來(lái)是光明的，我們期待在不久的將來(lái)，癌癥將被以一種簡(jiǎn)單無(wú)縫的方式來(lái)看待及解決，為癌癥患者們提供恢復(fù)健康的希望和機(jī)會(huì)。Stefan Buttigieg還提到了十種對(duì)人類醫(yī)療保健具有重大影響的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景。

 

 

　　電子病歷是一個(gè)匯集了患者們所有健康數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)庫(kù)。如果決策者需要根據(jù)在某個(gè)特定的年份來(lái)分配資源，這就需要公共衛(wèi)生專業(yè)人員、數(shù)據(jù)科學(xué)家和信息學(xué)家共同協(xié)作，根據(jù)特定的臨床編碼標(biāo)準(zhǔn)來(lái)分析成千上萬(wàn)的匿名患者記錄。

 

　　在目前紙質(zhì)臨床文件主導(dǎo)的大環(huán)境下，這是不可能實(shí)現(xiàn)的。此外該過(guò)程通常還需要好幾個(gè)月的時(shí)間且有諸多結(jié)果是不符合科學(xué)意義的。

 

　　但電子病歷挖掘技術(shù)不僅限于高層次決策背景下的應(yīng)用，其實(shí)它也可用于直接改善患者的醫(yī)療體驗(yàn)。比如在招募患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)時(shí)，電子病歷挖掘技術(shù)可對(duì)患者進(jìn)行匹配。換而言之，患者招募系統(tǒng)（PRS）可以直接發(fā)掘到符合條件特定患者，為他們提供參與臨床試驗(yàn)的機(jī)會(huì)。

 

 

　　設(shè)想這樣一個(gè)場(chǎng)景，在一個(gè)下雪天，你感受到鼻子快爆炸了且呼吸困難。在看醫(yī)生與待家里吃點(diǎn)藥等自己康復(fù)之間你難以抉擇。終于你下定決心要看醫(yī)生，于是打電話預(yù)約你最信任的醫(yī)生，可是卻被通知今天來(lái)不了因?yàn)檐噳牧?，只能夠提供一些基礎(chǔ)意見(jiàn)并改約其他時(shí)間。

 

　　在人工智能技術(shù)高速發(fā)展的今天，這將成為過(guò)去式了。你只需打開(kāi)智能手機(jī)與最信任的高級(jí)咨詢機(jī)器人進(jìn)行交流即可，這是一種可以以對(duì)話形式進(jìn)行交互的特殊應(yīng)用程序，已經(jīng)通過(guò)了由專業(yè)且經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生組成團(tuán)隊(duì)的科學(xué)驗(yàn)證。高級(jí)咨詢機(jī)器人的應(yīng)用可以給出實(shí)用的建議，并且在緊急情況還可以實(shí)現(xiàn)下進(jìn)行視頻通話。

 

 

　　從紙質(zhì)臨床文件到電子臨床文件的過(guò)渡并不是我們想象中的那樣簡(jiǎn)單。事實(shí)上，對(duì)于許多醫(yī)生來(lái)講，數(shù)據(jù)輸入在日常工作仍然具有挑戰(zhàn)性的。但這個(gè)痛點(diǎn)已經(jīng)促使了一些戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系的形成，例如Nuance Communications和世界領(lǐng)先的患者電子記錄提供商之一Epic的合作。

 

　　這項(xiàng)合作將使得Nuance的AI計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)師文檔工具的人工智能功能被整合到Epic NoteReader模塊中，臨床文檔從而得到改進(jìn)。通過(guò)使用深度學(xué)習(xí)和自然語(yǔ)言處理技術(shù)分析相關(guān)患者記錄，Nuance CAPD工具可以標(biāo)注出電子病歷中的某些臨床指標(biāo)，并在數(shù)據(jù)丟失或需要說(shuō)明時(shí)提醒醫(yī)生。

 

　　不同專業(yè)的醫(yī)生們?cè)诟髯缘膷徫簧蠌氖轮貜?fù)且乏味的工作，而人工智能還可以在特定專門(mén)或特定角色的上提供便利。例如，放射科醫(yī)師每天需要看到無(wú)數(shù)的放射學(xué)圖像。

 

　　大多數(shù)急診室放射科醫(yī)生每天可能會(huì)看200例以上的圖像，一例下半身CT血管造影可以包含多達(dá)3000張圖像。這可能會(huì)導(dǎo)致眼睛疲勞，而放射科醫(yī)師在許多國(guó)家是稀缺人才資源，因此推進(jìn)這種圖像觀看過(guò)程至關(guān)重要。

 

　　因此，IBM研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)“醫(yī)療篩”項(xiàng)目，創(chuàng)建了一個(gè)圖像引導(dǎo)信息系統(tǒng)，可以過(guò)濾醫(yī)師需要了解的有關(guān)患者診斷和治療計(jì)劃的重要臨床信息，以達(dá)到提高醫(yī)生們臨床工作效率的目的。

 

 

　　現(xiàn)如今，改善患者的就診體驗(yàn)已經(jīng)有了多種途徑。而改善過(guò)程中最關(guān)鍵的因素之一就是在對(duì)的時(shí)間與衛(wèi)生系統(tǒng)中，與對(duì)的供應(yīng)商建立聯(lián)系，稱為患者訪問(wèn)解決方案，Kyruus和PokitDok就是這一領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊。

 

　　患者通過(guò)更簡(jiǎn)單的語(yǔ)言就可以完成預(yù)約，了解適合的醫(yī)生人選，進(jìn)行血液檢查。目前，已經(jīng)有一些創(chuàng)業(yè)公司推出了提供全面解決方案的服務(wù)，該服務(wù)將AI和醫(yī)生組合，來(lái)將患者就診體驗(yàn)提升到更高的水平。

 

 

　　個(gè)性化治療方案可能帶來(lái)的具有長(zhǎng)期積極的治療效果是至關(guān)重要的。此外，在臨床決策支持下，可降低臨床醫(yī)生對(duì)治療同時(shí)的影響（如藥物的不良反應(yīng)）的擔(dān)憂。一些技術(shù)公司在這一領(lǐng)域已經(jīng)處在了領(lǐng)先地位。

 

　　其中，IBM沃森腫瘤研究部門(mén)與腫瘤學(xué)家們合作，為臨床醫(yī)生提供循證治療方案。這是對(duì)臨床記錄和報(bào)告中結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)意義與背景的分析，已被證明在選擇個(gè)性化治療途徑方面至關(guān)重要，特別是其具有同時(shí)考慮了病人文件，外部研究和數(shù)據(jù)的屬性。

 

 

　　雖然對(duì)護(hù)理人員和醫(yī)生日益增長(zhǎng)的需求已經(jīng)是全球公認(rèn)的醫(yī)療保健問(wèn)題，但護(hù)理和醫(yī)學(xué)院校的人才培養(yǎng)似乎還是空缺。

 

　　這啟發(fā)了Sense.ly開(kāi)發(fā)了是世界上第一個(gè)人工智能虛擬護(hù)Molly士。通過(guò)創(chuàng)新的技術(shù)，Molly可以模仿患者需要的服務(wù)方式。這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于需要長(zhǎng)期管理，個(gè)性化監(jiān)測(cè)和后續(xù)護(hù)理的慢性病患者，起著至關(guān)重要的作用。

　　但該技術(shù)不僅是在慢性病護(hù)理支持上發(fā)揮重要作用， 在某些情況下患者需要在較短的時(shí)間內(nèi)嚴(yán)格遵守醫(yī)囑，例如結(jié)核病的直接觀察治療或臨床研究。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院推薦使用智能手機(jī)前置攝像頭和人工智能的AiCure應(yīng)用程序來(lái)目視監(jiān)控確認(rèn)藥物攝入，從而確保患者遵守其處方。

 

　　致力于對(duì)抗糖尿病的人工智能初創(chuàng)公司 Neura AI正在為Medisafe提供一個(gè)有趣的藥丸提醒應(yīng)用程序的算法。Neura AI的算法可以幫助醫(yī)生了解患者的日常生活，例如分析他們睡覺(jué)起床的時(shí)間，以幫助Medisafe向患者通知他們正確的服藥時(shí)間。

 

 

　　遺傳學(xué)和基因組學(xué)也將受到人工智能的嚴(yán)重影響，從而推動(dòng)個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展。個(gè)性化醫(yī)療即基于病人自身具體條件，給出特定的具體的治療方案。

 

　　匯集了世界頂尖專家的Deep Genomics公司研究出了一代可預(yù)測(cè)DNA變異的計(jì)算技術(shù)。 在2016年2月主題為“如何閱讀基因組和建立人類”TED talk上，Riccardo Sabatini展示了他的團(tuán)隊(duì)如何成功地使用一瓶血液和特定的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)個(gè)體的身體特征。

 

　　此外，Alphabet公司（Google Inc.的母公司）旗下子公司之一Verily Life Sciences也正在開(kāi)展一些專注于精準(zhǔn)醫(yī)療項(xiàng)目，以解決帕金森病，多發(fā)性硬化癥和心血管疾病等疾病。

 

 

　　藥物開(kāi)發(fā)不僅耗時(shí)長(zhǎng)且成本巨大，使用AI不僅可以加快研發(fā)進(jìn)程且更加經(jīng)濟(jì)。Atomwise已經(jīng)使用超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)完成了這項(xiàng)挑戰(zhàn)。通過(guò)開(kāi)展虛擬搜索可以重新利用現(xiàn)有的可治療埃博拉病毒的安全的藥物，他們已經(jīng)能夠找到兩種能夠降低埃博拉病毒感染性的藥物。

 

　　使用傳統(tǒng)方法分析卻需要幾個(gè)月或幾年時(shí)間才能解決的問(wèn)題，Atomite的這項(xiàng)技術(shù)在一天之內(nèi)就完成了。

 

　　模擬也在新藥研發(fā)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。數(shù)據(jù)分析公司InSilico Medicin肩負(fù)著一個(gè)特殊的使命即延長(zhǎng)人類的壽命，他們正通過(guò)使用人工智能來(lái)進(jìn)行藥物研發(fā)和衰老研究。該公司與學(xué)術(shù)界、制藥及化妝品公司合作，已發(fā)現(xiàn)827余種藥物-疾病預(yù)測(cè)和生物標(biāo)志物，該模擬技術(shù)減少了對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體臨床試驗(yàn)的需求。

 

 

　　新興技術(shù)的發(fā)展同時(shí)也使得醫(yī)學(xué)影像技術(shù)愈發(fā)成熟。Verily Life Sciences通過(guò)視網(wǎng)膜成像開(kāi)發(fā)糖尿病相關(guān)眼疾病的機(jī)器學(xué)習(xí)解決方案已經(jīng)墊底了這一領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊地位。

 

　　目前經(jīng)營(yíng)的項(xiàng)目包括：能檢測(cè)糖尿病指標(biāo)的智能隱形眼鏡、供給帕金遜患者使用的 Liftware Spoon 智能勺子，以及為了建立健康人體的圖譜，從人群中抽取遺傳和分子信息的 baseline Study 研究、健康檢測(cè)手環(huán)等。

 

 

　　Zebra Medical Technologies推出了Zebra Medical Vision，是一項(xiàng)專注于使用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)與醫(yī)學(xué)成像來(lái)幫助診斷病癥的應(yīng)用，通過(guò)數(shù)百萬(wàn)的實(shí)時(shí)和回顧性成像研究的自動(dòng)化分析，公司正在教電腦檢測(cè)和診斷關(guān)鍵的醫(yī)療條件。Zebra Medical Vision 公司相信，通過(guò)為機(jī)器學(xué)習(xí)研究人員提供所需的工具和數(shù)據(jù)集，可以加速開(kāi)發(fā)先進(jìn)的決策支持工具和診斷解決方案，為全世界提供更好的健康服務(wù)。

 

 

　　Enlitic公司致力于利用深度學(xué)習(xí)幫助醫(yī)生解讀圖像，并通過(guò)實(shí)時(shí)臨床支持更快更準(zhǔn)確地進(jìn)行追溯分析。還有一些創(chuàng)業(yè)公司，如Butterfly Network，正在研究其他類型的動(dòng)態(tài)成像模式，如超聲波。

 

 

　　醫(yī)學(xué)成像包括不同類型的圖像，最重要的是與解剖病理學(xué)相關(guān)的圖像。3Scan將手動(dòng)模擬和定性領(lǐng)域轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="http://search.www.usllm.cn/search_sell.asp?keywords=%u81EA%u52A8%u5316" class="keyword_link" title="查看更多“自動(dòng)化”信息！" target="_blank">自動(dòng)化、數(shù)字化和定量化的醫(yī)學(xué)科學(xué)，解決了這一問(wèn)題，提高了解剖病理學(xué)的準(zhǔn)確性和效率。

 

 

　　在2016年里約奧運(yùn)時(shí)，寨卡病毒（Zika）在整個(gè)奧運(yùn)會(huì)中得到很好的控制，這與流行病學(xué)啟動(dòng)者A.I.M.E發(fā)揮的重要作用密不可分。

 

　　該公司的專長(zhǎng)是研究傳播疾病。 A.I.M.E的平臺(tái)為用戶提供了確切的定位和下一次傳染病爆發(fā)日期的信息，可提前三個(gè)月預(yù)知，其預(yù)測(cè)模型的平均精準(zhǔn)度為86.37％。伴隨著預(yù)測(cè)還有該公司的一個(gè)完全可定制分析的平臺(tái)，以了解用戶的公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)，提供時(shí)間表、病史記錄以及來(lái)自社交媒體的報(bào)告等。