人工智能（AI）技術(shù)正在許多行業(yè)中產(chǎn)生變革，但只有在醫(yī)療領(lǐng)域，AI的影響才有望真正改變我們每一個人的生活。而這樣的改變也許正在發(fā)生……

　　疫情肆虐，AI助力防控

　　截至目前，全球確診人數(shù)已超過800萬。這次疫情給全球帶來了巨大挑戰(zhàn)。

　　近年來，人工智能已經(jīng)開始在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。先進的計算和數(shù)據(jù)分析工具使信息共享和診斷實踐成為可能，并加深了醫(yī)療行業(yè)對疾病和感染的理解。在遏制Covid-19（新型冠狀病毒肺炎）的迫切需求推動下，世界各地的政府機構(gòu)和企業(yè)越來越多地將目光投向基于人工智能的技術(shù)，以提供對病毒傳播的分析，并尋求治療藥物和方法。

　　我國在疫情剛開始傳播的時候，就采用AI技術(shù)進行疫情防控，在春運期間，火車站、機場、地鐵等公共場所的測溫壓力巨大，各大圖像識別技術(shù)巨頭們很快部署了AI測溫解決方案，采用圖像識別與紅外等結(jié)合的方式，有效避免接觸式測溫帶來的病毒傳播風險；疫情開始有所緩解、準備復(fù)工之時，不少AI公司提供了大數(shù)據(jù)AI技術(shù)，對遷徙人員進行動態(tài)跟蹤，結(jié)合疫情地圖，有效及時地跟蹤傳染源、接觸源，為復(fù)工保駕護航。

　　國外疫情爆發(fā)的要晚一些，各個國家也采用了AI技術(shù)在多個環(huán)節(jié)助力疫情防控：

　　（1）AI疫情輔助控制

　　迪拜采用了圖像識別技術(shù)來自動判斷人們是否遵守了疫情防控規(guī)定，比如保持距離，從圖像可以看出該AI程序可以自動識別出人與人之間的距離，這樣的應(yīng)用在公共場所可以對人群密集提出預(yù)警提示。

　　（2）新冠治療藥物研發(fā)

　　總部位于倫敦的藥物研發(fā)公司Benevolent AI在1月底開始將注意力轉(zhuǎn)向冠狀病毒問題。該公司用知識圖譜技術(shù)來快速分析科學(xué)文獻和生物醫(yī)學(xué)研究資料，挖掘疾病的遺傳和生物特性與藥物的組成和作用之間的聯(lián)系。該公司之前一直專注于慢性疾病，而不是傳染病，但通過向其輸入關(guān)于病毒的最新研究，能夠重新調(diào)整系統(tǒng)，使其專注于新冠藥物的研發(fā)。目前該公司已經(jīng)進行潛在新冠治療藥物的臨床試驗。

　　（3）新冠病毒結(jié)構(gòu)分析

　　DeepMind正在利用基因組的數(shù)據(jù)來預(yù)測生物體的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，揭示哪些藥物有可能對COVID-19起作用。DeepMind是Google母公司Alphabet旗下的人工智能公司，在2016年推出的人工智能圍棋程序AlphaGo，戰(zhàn)勝了人類圍棋選手之后一舉成名，在當年將深度學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)直接推向高潮，其最新版本已無對手。

　　DeepMind發(fā)布了一個名為AlphaFold的深度學(xué)習(xí)庫，它使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來預(yù)測組成生物體的蛋白質(zhì)如何根據(jù)其基因組變換形狀，進而計算出哪些藥物可以與新冠病毒生物體細胞結(jié)合，用來破壞病毒細胞，破壞它與人類細胞的結(jié)合方式，減緩病毒的繁殖速度。

　?。?）COVID-Net

　　加拿大初創(chuàng)公司Darwin AI開發(fā)了一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)COVID-Net，可以通過X射線篩查COVID-19感染的跡象。DarwinAI已將COVID-Net作為一個開源系統(tǒng)發(fā)布，受到了AI研究人員的熱烈追捧，該公司現(xiàn)在正致力于將COVID-Net從一個技術(shù)實現(xiàn)變成一個可以被醫(yī)療工作者使用的系統(tǒng)。它現(xiàn)在還在開發(fā)一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于對感染COVID-19的患者進行風險分層，以此來分離那些可能更適合在家中自我隔離恢復(fù)的病毒感染者，和那些最好進醫(yī)院的病毒感染者。

　　醫(yī)療AI的大機遇

　　這次疫情讓各個國家的醫(yī)療體系翻了個底朝天，新冠病毒的流行讓醫(yī)療系統(tǒng)的脆弱暴露在陽光之下。響應(yīng)不及時、信息流通受阻、醫(yī)務(wù)人員不足、醫(yī)療資源分配不均等諸多問題在多數(shù)國家都存在。因此，也讓整個人類社會意識到醫(yī)療體系變革的緊迫性，是時候重新思考醫(yī)療體系的升級了，而人工智能技術(shù)在這次疫情中的積極表現(xiàn)，讓炒了這么多年的醫(yī)療AI概念走入大眾視野。

　　而且，隨著人口老齡化問題越來越突出，老年人口對于醫(yī)療的需求也將呈增長態(tài)勢。根據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，我國2019年65歲及以上老人已經(jīng)突破1.7億人，占人口總數(shù)13%。這樣的增長趨勢對于醫(yī)療資源是一個現(xiàn)實而急迫的挑戰(zhàn)。

　　將AI應(yīng)用在醫(yī)療中雖不能完全解決醫(yī)療資源短缺的問題，但是卻可以借助AI快速發(fā)展的紅利，為醫(yī)療領(lǐng)域增添新的動力，刺激醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，拓寬醫(yī)療資源的使用范圍，使全球各地患者更平等地受益于科學(xué)進步。醫(yī)療健康領(lǐng)域也切實存在很多需求需要AI來幫助實現(xiàn)，從防范疾病和減輕醫(yī)護壓力角度，至少有以下幾個方面需求：

　　（1）基于大數(shù)據(jù)的疾病或疫情預(yù)警；

　?。?）智能讀片，輔助醫(yī)療影像診斷輸出，可以緩解醫(yī)院的閱片壓力；

　?。?）智能診療系統(tǒng)，輔助醫(yī)生做好疾病初步篩查，甚至輔助手術(shù)；

　?。?）智能醫(yī)護輔助系統(tǒng)，幫助護士做好入院評估以及護理監(jiān)控等工作。

　　從技術(shù)供給側(cè)考慮，人工智能技術(shù)正逐步走向成熟，各種應(yīng)用場景也日趨完善，加上軟硬件的持續(xù)迭代，讓AI技術(shù)的廣泛落地近在眼前。而且，國家對人工智能、大數(shù)據(jù)、5G等前沿技術(shù)的發(fā)展從政策上給予了足夠的重視，并加入國家“新基建”發(fā)展規(guī)劃，進一步提升其戰(zhàn)略地位。醫(yī)療AI應(yīng)用領(lǐng)域在這個浪潮之下，正可以踏上快速發(fā)展的新車道。

　　醫(yī)療AI有哪些細分場景

　　醫(yī)療AI的應(yīng)用范圍比較廣，可以細分為多個應(yīng)用場景。

　?。?）AI疾病預(yù)測

　　主要基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對搜索引擎數(shù)據(jù)、航空數(shù)據(jù)、交通信息等人類活動數(shù)據(jù)進行分析，從中發(fā)現(xiàn)與傳染病相關(guān)的蛛絲馬跡。舉個簡單例子，可以通過人們使用搜索引擎搜索疾病相關(guān)的某些詞項來預(yù)測與此相關(guān)的傳染病在某地區(qū)爆發(fā)的可能性。當然，要想預(yù)測準確，還需結(jié)合更多數(shù)據(jù)進行多維度更廣泛的分析，單個方面數(shù)據(jù)分析往往會高估預(yù)測結(jié)果。

　?。?）AI醫(yī)療影像

　　這是AI助力醫(yī)療最熱門也是最具有挑戰(zhàn)的應(yīng)用場景之一。將圖像識別技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)療影像的識別中意義重大，一方面醫(yī)院每天需要應(yīng)對海量的X光影像、CT影像處理需求，需耗費大量人工長時間讀片，容易出現(xiàn)誤診、漏診情況；另一方面是因為圖像識別本身就是AI最熱門最具魅力的一個技術(shù)方向，并且圖像識別已經(jīng)在多個應(yīng)用中大規(guī)模使用，目前已廣泛應(yīng)用在移動支付和安全監(jiān)控領(lǐng)域，如果AI能在醫(yī)療影像中得到發(fā)揮，那將大大減輕醫(yī)務(wù)人員負擔。

　　美國IDx公司的IDx-DR就是這樣一個AI系統(tǒng)，它是用于視網(wǎng)膜病變檢測，不需要臨床醫(yī)生解讀就能尋找特定病癥的篩查設(shè)備。該設(shè)備的軟件，利用人工智能分析眼睛的圖像，判斷是否有糖尿病視網(wǎng)膜病變的跡象。

　　IDx的檢測系統(tǒng)不僅可以為缺少眼科專家的醫(yī)院篩查糖尿病視網(wǎng)膜病變提供極大幫助，還可以將醫(yī)生從一系列的測試中解放出來，而這些測試的結(jié)果大多是陰性的，可以讓醫(yī)生有更多的時間來治療那些真正患有疾病的人。

　?。?）AI新藥研發(fā)

　　由于新藥研發(fā)過程極長，成本極高，而AI算法因為在數(shù)據(jù)挖掘方面以及計算能力方面具有天然優(yōu)勢，可以用在藥物、疾病、基因之間關(guān)聯(lián)關(guān)系挖掘以及藥物的分子結(jié)構(gòu)預(yù)測等方面，因此被寄予厚望，近年來該AI新藥研發(fā)領(lǐng)域的資金投入突飛猛進。下圖展示了美國的AI新藥研發(fā)風投資金近年來大幅增長的趨勢。本文開頭提到的BenevolentAI公司便是這一領(lǐng)域的佼佼者。

　?。?）AI醫(yī)療輔助機器人

　　這些機器人可以代替人工醫(yī)生來執(zhí)行一些重復(fù)性高或者具有傳染性環(huán)境的工作。比如醫(yī)院大堂的導(dǎo)診機器人可以大大減輕導(dǎo)診臺的工作量，而查房機器人可以讓醫(yī)生不需要接觸具有傳染病例的患者，減少醫(yī)務(wù)人員的感染。結(jié)合5G技術(shù)，醫(yī)生甚至不需要離開辦公室，就可以將自己的專業(yè)診療工作延伸到任何地方，不僅在自己醫(yī)院內(nèi)部可以高效地開展診療工作，還可以支撐偏遠地區(qū)醫(yī)務(wù)極度缺乏的地區(qū)，進行遠程診斷、遠程會診等。

　　有一些微型機器人可以幫助醫(yī)師更好地進行手術(shù)，卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)機器人部門開發(fā)了Heartlander，這是一個微型移動機器人，旨在方便對心臟進行治療。在醫(yī)生的控制下，這個微型機器人通過一個小切口進入胸部，自行導(dǎo)航到心臟的某些位置，附著在心臟表面并進行治療。

　　（5）AI健康管理

　　隨著人們越來越重視健康，越來越多的健康相關(guān)產(chǎn)品開始進入大眾視野，健康管理是一個范圍比較廣的概念，包括手機健康A(chǔ)PP、可穿戴設(shè)備、移動醫(yī)療等諸多應(yīng)用。而AI健康管理往往與互聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療大數(shù)據(jù)相關(guān)，細分場景也很多。比如Apple Watch就提供一項“摔倒檢測”功能，關(guān)鍵時刻可以救命，這是Apple Support上對該功能的描述：

　　如果手表檢測到您摔得很嚴重，它會輕觸您的手腕、發(fā)出警報聲并顯示提醒。您可以選擇聯(lián)系緊急服務(wù)，也可以按下數(shù)碼表冠并輕點左上角的“關(guān)閉”，或者輕點“我沒事”來關(guān)閉提醒。

　　如果 Apple Watch 檢測到您在移動，它會等待您對提醒做出響應(yīng)，而不會自動撥打緊急服務(wù)電話。如果手表檢測到您在大約一分鐘內(nèi)沒有做出任何動作，它會自動撥打緊急服務(wù)電話。

　　智能問診機器人是近年來比較火的一個智能醫(yī)療產(chǎn)品方向，它基于自然語言處理、知識圖譜、搜索引擎以及醫(yī)療知識庫等技術(shù)構(gòu)建的智能對話機器人，可以為用戶提供在線實時問診服務(wù)，是互聯(lián)網(wǎng)在線問診平臺的智能化延伸，可以解決逐日增加的醫(yī)療咨詢需求，讓一些輕癥患者免去因小恙而不得不去掛號排隊問醫(yī)生的麻煩，也大大緩解醫(yī)院的壓力。

　　醫(yī)療AI面臨的挑戰(zhàn)

　　前景是美好的，但是道路是曲折的。在醫(yī)療AI逐漸落地的過程中，有諸多困難需要去面對。

　　（1）臨床認證難

　　用于臨床醫(yī)療的產(chǎn)品，需要得到所屬國家食品藥品監(jiān)督管理局的認證才能合法臨床使用。上文提到的IDx公司的糖尿病視網(wǎng)膜病變檢測AI系統(tǒng)是美國食品和藥物管理局（FDA）授權(quán)認證的第一次AI醫(yī)療項目。然而，大部分醫(yī)療AI項目都沒有這么幸運，醫(yī)療臨床器械認證流程非常繁瑣。在我國要得到國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）的認證，需要同國家的三甲醫(yī)院合作進行臨床測試，需要與接受臨床測試的病人簽訂合同，還需要在國家專業(yè)機構(gòu)做檢測和報備，通過一系列測試和評估才能獲得CFDA認證，很多醫(yī)療AI初創(chuàng)公司往往扛不住這樣的時間成本。

　?。?）數(shù)據(jù)問題

　　數(shù)據(jù)是AI算法必不可少的“燃料”，很多做AI的公司頭腦風暴出好些AI產(chǎn)品原型，大部分都由于無法獲取足夠多足夠好的數(shù)據(jù)而不得不放棄。數(shù)據(jù)問題在醫(yī)療AI中尤為突出，一方面是數(shù)據(jù)來源問題，醫(yī)院內(nèi)的數(shù)據(jù)有相當一部分依賴于不同的系統(tǒng)，醫(yī)院之間的數(shù)據(jù)也很難共享；另一方面是數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，醫(yī)療過程中產(chǎn)生各種臨床數(shù)據(jù)，這樣的數(shù)據(jù)缺少標準化和結(jié)構(gòu)化處理，而且獲取高質(zhì)量的標注醫(yī)療數(shù)據(jù)也不那么容易。

　　（3）隱私風險

　　隱私是AI技術(shù)不得不面對的一個問題。隨著AI技術(shù)的爆炸式發(fā)展，對隱私的保護越來越受到重視。隨著歐盟的最嚴格隱私保護條例GDPR的出臺，各國紛紛推出自己的隱私保護規(guī)范。AI技術(shù)對隱私的侵犯甚至還會成為某些社會問題背后的幫兇，比如種族歧視。就在不久前，一些AI巨頭已經(jīng)開始對這樣的應(yīng)用技術(shù)輸出進行限制。6月9日，IBM宣布停止提供通用的人臉識別軟件，隨后不久亞馬遜也宣布暫停向警方提供人臉識別監(jiān)控軟件，微軟也緊跟其后表示在政府出臺相關(guān)規(guī)定前不會再向警方出售人臉識別技術(shù)。雖然這些巨頭們可能是迫于輿論壓力不得不停止輸出人臉識別技術(shù)，從側(cè)面也反映出民眾開始認識到自己的隱私正受到來自AI技術(shù)的侵害。

　　在醫(yī)療領(lǐng)域，隱私數(shù)據(jù)尤其敏感，無論是基因測序數(shù)據(jù)，還是醫(yī)療健康數(shù)據(jù)，大部分人都不會愿意分享自己的敏感信息。如何在治病救人與保護隱私之間保持平衡，這是醫(yī)療AI發(fā)展之路無法繞開的問題，是技術(shù)與倫理的博弈。

　?。?）AI診斷容易問責難

　　醫(yī)療AI還存在一個困境，那就是如果讓AI診斷代替醫(yī)生診斷的話，將無法對診斷失誤問責，無法定位責任主體，因為AI技術(shù)無法作為民事主體來承擔民事責任義務(wù)，也不太可能讓其背后的AI科學(xué)家承擔責任。在醫(yī)學(xué)倫理中，醫(yī)生必須完全對患者負責，而如果讓AI技術(shù)的鍋給醫(yī)生來背，也不太現(xiàn)實。

　　（5）人才缺乏

　　人工智能領(lǐng)域人才和醫(yī)學(xué)人才是大學(xué)階段培養(yǎng)周期最長的兩撥人，也是最稀缺的人才。隨著人工智能領(lǐng)域的爆炸式發(fā)展，人工智能相關(guān)技術(shù)人才的缺口越來越大，根據(jù)某招聘網(wǎng)站做的統(tǒng)計分析，中國人工智能人才缺口已經(jīng)超過500萬，高校每年培養(yǎng)的AI人才不到一萬，杯水車薪。而醫(yī)藥AI需要從業(yè)人員不僅精通AI，還要懂醫(yī)學(xué)相關(guān)細分領(lǐng)域的知識，能滿足條件的鳳毛麟角，更遑論建一個醫(yī)療AI團隊，可想而知其難度之大。

　　我國醫(yī)療AI現(xiàn)狀

　　人工智能在我國各項政策的扶持下得到了快速發(fā)展，醫(yī)療AI也不例外。從下圖醫(yī)療AI融資輪次的分布情況來看，目前我國醫(yī)療AI技術(shù)還處在比較初級的階段，大部分融資還集中在公司比較早期的階段，也體現(xiàn)了發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

　　結(jié)語

　　一百多年前的西班牙大流感造成了當時世界人口三分之一被感染，導(dǎo)致至少2000萬人的死亡，是歷史上最致命的一次全球大流行病。

　　一個世紀后的今天，疫情再次席卷全球，不過今天人類已經(jīng)有了更多的手段和方法來應(yīng)對疫情的肆虐。希望人類克服層層困難，讓醫(yī)療AI早日服務(wù)人類健康事業(yè)，盡早戰(zhàn)勝新冠病毒。