医学AI喊了那么多年,到底有什么真正落地的应用?
八点健闻Plus · 2019/07/05
从预防、诊断、治疗、监护到出院后的随访护理,医学AI都已经在发挥着效用。但距离真正成熟落地,还面临三大瓶颈。

本文转载自“八点健闻”,作者健闻Plus王吉陆。

“你是想卖一辈子糖水,还是想跟我一起去改变世界?”

1983年,乔布斯为了把百事可乐总裁约翰·斯卡利挖到苹果,对他说了这一句让人难以抵挡的话。

36年后,2019年6月29日,飞利浦整体解决方案中心临床科学部高级总监周振宇在“AI-HTI健康科技人工智能峰会2019”上再一次讲了这个故事,然后接着说:“今天人工智能在医学领域给了我们更多的方式改变生活和社会。”

上海市卫健委主任邬惊雷在峰会开幕式上也提到:“人工智能的发展为医学未来的发展和整体服务提供了新的手段、新的视野、新的契机。”

人工智能被认为能改变世界、改变医学。然而,理想很丰满,现实很骨感,峰会上,很多专家都提出:医学AI,现在成熟落地的并不多。

中国生物医学工程学会副理事长、东南大学教授万遂人说:“医学AI落地面临着三大瓶颈,数据标准、法规伦理和算法能力。”

问题正在解决中。比如说法规,就在会议前一天,6月28日,国家药监局发布了《深度学习辅助决策医疗器械软件审评要点及相关说明》,“(相关部门)对医学人工智能的标准、行规和审评标准,非常关注。”万遂人说。

虽然还不能说成熟,但从预防、诊断、治疗、监护到出院后的随访护理,医学AI都已经在发挥着效用,成为了医生的重要帮手,帮助他们从繁重的重复工作中解脱出来,做更有意义和价值的事情,提升病人的就医体验。


△ AI能改变医学、改变世界吗?

智能辅助诊断:“AI+医生”双重阅片更快更准确

在一些特定领域,AI的能力已经超越人类。

6月29日的峰会上,浙江大学应用数学研究所所长孔德兴介绍,2018年11月全国首届超声读片大赛上,国家卫健委组织了包括上海瑞金医院、上海六院、北京301医院等在内的一百家医院,每家医院派两个超声医生对40个甲状腺癌的病人医学影像资料进行诊断。最终的结果,两百个医生平均用45分钟,准确率是74.46%,而智能诊断系统用时1分36秒,准确率90%。

目前AI在医学上应用最成熟的领域是肺结节筛查。

根据国家癌症中心最新发布的报告,2015年全国恶性肿瘤发病约392.9万人,其中新发肺癌约78.7万人,因肺癌死亡约63.1万人,就是说平均每1分钟就有1个生命因肺癌消逝。

目前在中国,近70%的肺癌患者初诊时已是晚期,而晚期患者五年生存率不超过5%。癌症真正事半功倍的治疗方法不是神药,而是“早诊早治”。国际早期肺癌行动计划数据显示,低剂量CT年度筛查能发现 85% 的早期周围型肺癌,术后10年预期生存率达 92%。

但低剂量CT肺癌筛查的推进过程并不顺利,特别是基层医疗机构普遍存在缺设备、缺人才、缺技术、缺诊断等瓶颈。

医学AI的进步能大大解决这个问题。肺结节筛查一位患者单次产生300张-500帧图像,成熟的影像医师需要5分钟以上的时间阅片,而人工智能只需要几秒钟,并且稳定性高于医师,飞利浦的机器学习算法对4mm-30mm大小的肺结节检测精度为0.1mm。AI系统介入后,秒级诊断,将大部分的健康人群与患者区分开来,极大节省了阅片时间,而对于疑似肺结节的患者,“AI+医生”的双重阅片机制使得漏诊几率大大减小。

飞利浦与神州医疗联合发布的“神飞云2.0”,实现了基于飞利浦星云三维影像数据中心( IntelliSpace Portal, 简称ISP)的“云平台”解决方案,针对肺癌精准早筛早诊这一应用场景,开发了一套符合国际标准的集成化整体解决方案。

它置入肺结节辅助诊断模块,具有精密肺小结节分析功能,以及国际化分级报告服务,集成了硬件、信息化软件系统和服务,从图像采集、诊断、报告、随诊分析、肺结节管理建议等,为基层医生提供了全流程智能化辅助决策。

除了肺结节,人工智能在其他疾病辅助诊断上也展现出能力。

上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心朱铭认为:“现在大家都在搞肺结节,也许将来突破可能是在儿科、胎儿的疾病。”

在中国,先天性心脏病发病率非常高,高居出生缺陷第一位。对先天性心脏病,需要从孕前、产前、产后,不同预防的节点进行全程的关爱和防控。

从最顶尖医院的检出率看,中外没有太大差距,北京安贞医院超声科主任何怡华介绍,国外最顶尖的的医院能做到98%,“我们医院也是98%”,但一看平均值,差距就非常明显了,“国外平均的检出率60%,但我们国家有相当一部分地区没有开展胎儿心脏产前诊断项目,有文献报道的诊断检出率是从11%到40%。”

而安贞医院在做的智能诊断方案,已经能够达到89%的检出率,如果能够向基层推广,将大大提高中国新生儿先天性心脏病的诊治水平,为优生优育做出更大的贡献。


△ 中国工程院院士王威琪说:人工智能对社会进步带来了巨大的推动力。

智慧医疗:AI帮医生提升效率和就医体验

鼻咽癌是广东地区一个高发疾病,由于鼻咽所处的位置重要器官多,比如脑干、脊髓、视神经等等,导致外科手术难度大,手术难以彻底切除,并且会影响患者的容貌。因此,鼻咽癌多采用放射治疗为主要治疗手段,通过治疗五年生存率达到80%。

马来西亚著名羽毛球运动员李宗伟2018年被诊断为鼻咽癌,他进行了放疗中最前沿的“质子治疗”,据李宗伟透露自己一共进行了33次质子治疗,每次治疗需要25分钟,如今已恢复了健康。

对于放疗来说,最重要的是射线杀死癌细胞的同时,尽可能少的伤害周边的正常组织,靶区勾画的准确度与放疗剂量选择直接决定了患者的治疗效果和生存率。

而鼻咽周围重要器官多,放疗靶区勾画技术难度很高,对鼻咽癌患者的靶区勾画,医生需要花费两三个小时看数百张CT/MRI影像,非常耗时。

飞利浦和柏视医疗、中山大学肿瘤医院合作开发了一套鼻咽癌放疗靶区规划算法,在全球首创了鼻咽癌放疗临床靶区自动勾画系统。过去一个医生需要花3到5个小时帮助病人精细的勾勒出肿瘤靶区的位置,现在可以减少到1分钟以内,准确性达到资深放疗科医生的规划水平,帮助医生提升了效率,有更多精力去关注病人,提升就医体验。

这一个系统是建立在飞利浦星云探索人工智能科研平台 ( IntelliSpace Discovery, 简称ISD)上的产品,ISD是一款集数据管理、图像浏览、病灶分割与标注、影像组学分析以及基于深度神经网络机器学习的大数据分析于一体的开放式医学影像科研探索平台,配备神经、肿瘤、心脏及血管等科研套件以及近50款算法插件,可满足不同领域的影像科研需求。

柏视医疗由中山大学教授陆遥创立,定位于做“医学人工智能技术临床解决方案供应商”。


△ 周振宇和陆遥分享了双方合作的鼻咽癌放疗临床靶区自动勾画系统。

智能监护:为ICU患者制定个性化方案

重症加强护理病房(Intensive Care Unit, ICU)是一家医院中面临紧急情况最多的地方之一,每天都面临着很多挑战。

中国医科大学附属第一医院重症医学科主任马晓春,在峰会上展示了一张示意图,ICU病人躺着,周边满是设备,身上插着各种各样的管子。医护人员需要花费大量的时间和精力进行数据收集,如果不能及时从海量数据中获得有价值的信息,就有可能错失最佳的救治时机。

而处理数据正好是AI的强项,每一根管子传出的数据,比如血压、血氧饱和度、血液净化参数等这些信息整合起来,会变得非常立体。

马晓春的团队和飞利浦合作开发一套重症人工智能监护系统:ICM-UP。可以帮助收集来自不同设备及信息系统中的各种临床数据,并将其分门别类的按照临床术语进行分类、整理、映射,还原“患者病情演进”,为医护人员精准决策提供可靠依据。

系统内置10余种危重症临床路径分析引擎,可实时筛查患者信息并第一时间预警是否有高危风险,帮助医生准确分析最佳的救治时机,制定更具有针对性的个性化治疗方案,帮助患者更好地康复。

ICM-UP系统已经推向市场,马晓春说,在ICU这个领域可以通过远程医疗“使我们国家整体医疗特别不平衡的状态,逐渐均衡那么一点。”


△ 马晓春展示了ICU病人的状态,各种各样的管子守护着患者的生命,也传输出海量的数据。

智能随访:提前48小时预测病人心脏变化

心血管病是威胁我们生命的第一大杀手,根据国家心血管病中心组织编撰的《中国心血管病报告2018》,中国心血管疾病患者人数2.9亿,农村和城市心血管病死亡占全部死因的比率分别为45.5%和43.16%,就是说每5个死亡人口中有超过2例死于心血管病。中国每年死亡人口900多万,死于心血管病的人数为300多万,每天1万,每小时400多,换言之每10秒就有一个人死于心血管疾病。

对心血管病人,患者出院后,如何保证得到规范的用药、有效的随访等院后医疗服务很重要,缺乏有效的“院后管理”环节,容易导致患者出院后的康复情况不理想,甚至出现病情恶化情况。

2017年9月,飞利浦和北京大学第一医院,开始利用双方合作研发的“心脑血管家庭关护和康复计划”(BAMA)跟踪患者术后康复。

根据康复计划,患者出院时建立基于临床指南和专家认可的管理方案模板,包括用药纪录、体征测量、症状纪录、依从性和患者教育等,便可在家中实现专业的医疗监测。患者只需按照计划输入每日数据,数据即时上传至云端,供医护人员了解,一旦出现危险指征,专业的医护人员将及时干预。

根据北京大学第一医院前期对300位病人使用计划的跟踪,患者的总体反馈认为自我管理非常有效,可以进行更有效的自我监测,提高服药依从性,并且改善生活质量。

2018年8月,飞利浦又与长海医院合作,在脑血管疾病领域推出覆盖“全生命周期”的解决方案,对高危人群健康管理、术后康复、家庭医疗保健等领域进行深入的研究和拓展,持续为病人产生新的价值。

据飞利浦全球执行委员会委员、大中华区首席执行官何国伟介绍:

在全球,每年有2.75亿患者使用飞利浦的监护仪;存储了大约1450亿张影像,并以每周超过200万张的数量在增长;飞利浦的可穿戴设备,每天为700万老人独立生活提供监护服务,通过人工智能可以帮助预测哪些体弱的老年人在未来30天里可能需要急救车;也可以预测一个病人在未来48小时内心脏可能有什么变化,如果有危险,医护人员可以提前进行干预。


△ 飞利浦全球执行委员会委员、大中华区首席执行官何国伟

医学AI要真正落地,需克服三大瓶颈

尽管医学AI已经在“诊断-治疗-监护-出院后随访”等整个医疗流程发挥着效用,但要真正成熟落地,还面临着很多问题。

万遂人在峰会上对他总结的三大瓶颈做了具体的阐释:

一个是数据的标准,标准到现在还没成熟,数据库的建设也还没有完成。

第二是法律法规和伦理学的问题,因为人工智能的介入,医患关系变成医生-人工智能-患者关系,怎么界定它的责任?牵扯到法律很深层次的问题。

第三个瓶颈,算法和算力的问题。算法上必须要有创新,2019年5月,中国工程院院士徐匡迪提出一个“徐匡迪之问”,人工智能这么热了,“可中国有多少数学家投入到人工智能的基础算法研究中呢?”他显然是认为投入得不够。前几天美国华裔大数学家丘成桐也提出一个问题,人工智能吹嘘的那么厉害,但是人工智能本质是什么呢?是数学原理的问题,有多少人研究数学原理呢?

总结完三大瓶颈后,万遂人话锋一转:“人工智能刚刚发展起来,现在提任何一个问题都是问题,但是任何一个问题都在解决当中”。

人工智能先驱、前百度首席科学家吴恩达认为:人工智能是类似于第二次工业革命中电力的发明,一旦被大幅采用,就能革新许多不同的产业。医疗产业,正处于这样的革新之中,吴恩达自己也在离职百度后投身医学AI。

中国的医学AI已经在各个环节都有了开创性的应用,峰会上很多医生都提到,AI已经起到很重要的辅助作用。

但AI的发展必定不是一帆风顺,还面临着不少的挑战。面对这些挑战,需要科学家、医生、企业、监管部门等等各个环节的合作和努力。

“中国要经历几十年的时间,才能把人工智能,特别是医学人工智能做得相对成熟”,万遂人说。

千里之行始于足下。周振宇在峰会上宣布:工信部中国信息通讯研究院联合健闻传媒和飞利浦,正在就“医学AI应用在中国的临床落地实践”开展深入的案例调研和专家一比一提现的现金棋牌,并结合数据分析,试图探索并整理出医学AI应用在中国临床落地的实践路径,今年8月将发布白皮书。


△ 万遂人说:“医学AI落地面临着三大瓶颈”。

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