智能医疗简介
智能医疗是通过打造健康档案区域医疗信息平台,利用最先进的物联网技术,实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动,逐步达到信息化。在不久的将来医疗行业将融入更多人工智慧、传感技术等高科技,使医疗服务走向真正意义的智能化,推动医疗事业的繁荣发展。在中国新医改的大背景下,智能医疗正在走进寻常百姓的生活。
智能医疗的发展
2015年12月诞生的乌镇互联网医院是第一家由互联网公司主导的互联网医院,此后的2016年多家互联网医院陆续上线。可以说,2016年是互联网医院的发展元年。
从互联网改造医疗行业的角度来划分,中国互联网医疗发展经历了三个阶段:
1、信息服务阶段:互联网改造的是医疗的信息流,实现人和信息的连接;
2、咨询服务阶段:互联网改造的是健康咨询的服务流,实现人和医生连接;
3、诊疗服务阶段:互联网改造的是医疗的服务流,实现人和医疗机构的连接。
然而,互联网带来的模式创新没有根本上提升医疗供给端的服务能力,从而根本上解决医疗资源(尤其是医生)供不应求的局面。
与此同时,图像识别、深度学习、神经网络等关键技术的突破带动了人工智能(简称AI)新一轮的大发展。“人工智能+医疗”概念应运而生。与互联网的不同,人工智能对医疗领域的改造是颠覆性的。
对人工智能医疗的需求主要基于几方面客观现实:一方面是优质医疗资源供给不足,成本高,医生培养周期长,误诊率高,疾病谱变化快,技术日新月异;另一方面,随着人口老龄化加剧、慢性疾病增长、对健康重视程度提高,医疗服务需求持续增加。
人工智能的核心能力实际上是人类自身已拥有的能力,但人类相比,最大优势在于计算能力的高效,尤其在数据密集型、知识密集型、脑力劳动密集型行业领。
在医疗领域,IBMWatson可以在17秒内阅读3469本医学专著,248000篇论文,69种治疗方案,61540次试验数据,106000份临床报告。通过海量汲取医学知识,包括300多份医学期刊、200多种教科书及近1000万页文字,IBMWatson在短时间内迅速成为肿瘤专家。
阿里云研究中心和BCG的最新合作报告指出,从技术突破和应用价值两维度分析,未来人工智能会出现服务职能、科技突破、超级智能三个阶段。基于数据的服务智能阶段将在接下来3-5年爆发:人工智能拓展、整合多个垂直行业应用,丰富实用场景。IDCDigital预测,截止2020年,医疗数据量将达40万亿GB,预计约80%数据为非结构化数据。
*AI+医疗发展的三大阶段
*2020年人类产生的医疗数据总量预测
AI+医疗创企的四大门派
从全球创业公司实践的情况来看,AI+医疗的具体应用包括洞察与风险管理、医学研究、医学影像与诊断、生活方式管理与监督、精神健康、护理、急救室与医院管理、药物挖掘、虚拟助理、可穿戴设备以及其他。
AI+辅助诊疗:万亿级市场空间
AI+辅助诊疗,即将人工智能技术用于辅助诊疗中,让计算机“学习”专家医生的医疗知识,模拟医生的思维和诊断推理,从而给出可靠诊断和治疗方案。辅助诊疗场景是医疗领域最重要、也最核心的场景,人工智能+辅助诊疗潜在市场空间巨大,至少是万亿级以上的营收规模。
*医学诊疗模型
在AI+辅助诊疗的应用中,IBMWatson是目前最成熟的案例。
2012年Watson通过了美国职业医师资格考试,并部署在美国多家医院提供辅助辅助诊疗的服务。目前IBMWatson提供诊治服务的病种包括乳腺癌、肺癌、结肠癌、前列腺癌、膀胱癌、卵巢癌、子宫癌等多种癌症。2016年12月26日,“浙江省中医院沃森联合会诊中心”成立,这也意味着IBMWatsonforOncology在中国医疗领域的商业试应用正式落地。
将基础能力与人类医生的一般医疗诊断模型进行融合,形成了Watson在提供辅助诊疗的处理逻辑。其实质是融合了自然语言处理、认知技术、自动推理、机器学习、信息检索等技术,并给予假设认知和大规模的证据搜集、分析、评价的人工智能系统。
*Watson的三种能力:理解、推理、学习
*Watson模拟人类医生诊断模式的处理逻辑
AI+医学影像:细分领域爆发的先锋
AI+医学影像是将人工智能技术具体应用在医学影像的诊断上。AI+医学影像诊断市场空间巨大,可能成为众多医疗细分领域率先爆发的领域。一是病理医生缺口巨大。由于国内病理医生收入低、培养模式不健全,全国病理医生极度缺乏;二是,病理读片高度依赖经验,因经验而异使得病理读片的准确率相差大。
AI在医学影像应用主要分为两部分:一是图像识别,应用于感知环节,其主要目的是将影像这类非机构化数据进行分析,获取一些有意义的信息;二是深度学习,应用于学习和分析环节,是AI应用的最核心环节,通过大量的影像数据和诊断数据,不断对神经元网络进行深度学习训练,促使其掌握“诊断”的能力。
*人工智能对影像数据分析过程
*人工读片VS人工智能读片
AI+医学影像已经走出实验室,下一步将迎来商业化浪潮。
贝斯以色列女执事医学中心(BIDMC)与哈佛医学院合作研发的人工智能系统,对乳腺癌病理图片中癌细胞的识别准确率能达到92%,虽然还是低于人类病理学家96%的准确率,但当这套技术与病理学家的分析结合在一起时,它的诊断准确率可以高达99.5%,国内的DeepCare对于乳腺癌细胞识别的准确率也达到了92%。据悉尼先驱晨报的报道,EnliTIc凭借深度学习技术超越了4位顶级的放射科医生,包括诊断出了人类医生无法诊断出的7%的癌症,以及在人类医生高达66%的癌症误诊率的情况下,EnliTIc的误诊率只有47%。
AI+药物挖掘:埃博拉之战的功臣
AI+药物挖掘是指将深度学习技术应用于药物临床前研究,达到快速、准确地挖掘和筛选合适的化合物或生物,达到缩短新药研发周期、降低新药研发成本、提高新药研发成功率的目的。
*新药研发周期长
*全球医药制造巨头在药品研发上投入巨大
*新药研发失败率高
AI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,在心血管药、抗肿瘤药、孤儿药和常见传染病治疗药等多领域取得了新突破。目前,已经涌现出多家AI技术主导的药物研发企业。
以硅谷公司Atomwise为例:Atomwise通过IBM超级计算机,在分子结构数据库中筛选治疗方法,评估出820万种候选化合物,研发成本仅为数千美元,研究周期仅需要几天。2015年,Atomwise基于现有的候选药物,应用AI算法,不到一天时间就成功地寻找出能控制埃博拉病毒的两种候选药物,以往类似研究需要耗时数月甚至数年时间。