人工智能是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的技術(shù)科學(xué)。20世紀(jì)50年代科學(xué)家提出人工智能概念,同時(shí)也有人提出智能增強(qiáng)概念,智能增強(qiáng)強(qiáng)調(diào)通過(guò)技術(shù)增強(qiáng)人類智能,而非取代人的能力。之后,人工智能常被用于描述擁有模仿學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題等人類功能的機(jī)器,而人工通用智能在定義上更加精準(zhǔn)。目前已經(jīng)有包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、專家系統(tǒng)、機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等能與人類作出相似反應(yīng)的智能機(jī)器,其核心是通過(guò)學(xué)習(xí)算法使機(jī)器能夠根據(jù)數(shù)據(jù)作出智能決策或反應(yīng)??梢哉f(shuō),“人工智能”一詞既包括機(jī)器學(xué)習(xí)等傳統(tǒng)人工智能,也包括生成式人工智能。
人工智能在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用
在醫(yī)療健康領(lǐng)域,人工智能的潛力不僅體現(xiàn)在提高工作效率,還包括優(yōu)化診斷、個(gè)性化治療、藥物開發(fā)等多方面。
影像/多模態(tài)數(shù)據(jù)分析。人工智能的圖像識(shí)別能力在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。通過(guò)深度學(xué)習(xí)算法,人工智能能夠分析計(jì)算機(jī)斷層掃描、核磁共振成像及X光片中的圖像細(xì)節(jié),識(shí)別早期腫瘤、肺結(jié)節(jié)等病灶。谷歌健康(Google Health)開發(fā)的人工智能系統(tǒng)在乳腺癌篩查中體現(xiàn)出高準(zhǔn)確性,甚至超過(guò)放射科醫(yī)生。近年來(lái),結(jié)合影像學(xué)的多模態(tài)數(shù)據(jù),將病歷、基因型、可穿戴設(shè)備等不同來(lái)源的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合與分析,可生成個(gè)體健康畫像,由此提升對(duì)疾病和健康管理的服務(wù)效率。
個(gè)性化精準(zhǔn)治療。分析病歷信息和生物組學(xué)數(shù)據(jù),幫助醫(yī)生制定個(gè)性化治療方案。埃隆·馬斯克創(chuàng)立的神經(jīng)鏈接公司(Neuralink),專注高精度設(shè)備植入大腦,通過(guò)實(shí)時(shí)解讀神經(jīng)信號(hào)的人機(jī)交互,幫助癱瘓患者恢復(fù)部分肢體功能或與外界設(shè)備通信。再如融合人工智能技術(shù)的手術(shù)機(jī)器人,通過(guò)算法幫助外科醫(yī)生實(shí)時(shí)調(diào)整操作路徑,保障手術(shù)更加精準(zhǔn)、安全,減少術(shù)后并發(fā)癥。
藥物研發(fā)。傳統(tǒng)藥物研發(fā)周期約10年以上,人工智能技術(shù)的應(yīng)用大幅縮短這一過(guò)程。例如,谷歌旗下深度思考公司(DeepMind)的人工智能模型阿爾法折疊(AlphaFold)可成功預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu),為藥物靶點(diǎn)識(shí)別提供了關(guān)鍵工具。此外,人工智能還能篩選出最有可能成功的藥物候選分子,減少篩選時(shí)間,降低研發(fā)成本。2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了該領(lǐng)域的創(chuàng)新成果,對(duì)蛋白質(zhì)藥物研發(fā)將起到革命性的推動(dòng)作用。
遠(yuǎn)程醫(yī)療與虛擬助手。人工智能驅(qū)動(dòng)的虛擬助手可回答患者的健康問(wèn)題,幫助醫(yī)生完成病例的記錄整理,協(xié)助對(duì)患者的隨訪。對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)服務(wù),人工智能還能實(shí)時(shí)分析患者數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)居家健康管理,并幫助醫(yī)生在短時(shí)間內(nèi)篩選和診斷病患,使遠(yuǎn)程醫(yī)療和虛擬助手在診斷準(zhǔn)確性與效率上得以提升。如美國(guó)人工智能工具IDx-DR系統(tǒng)已通過(guò)美國(guó)食品藥品管理局認(rèn)證,用于糖尿病性視網(wǎng)膜病變的篩查,這些技術(shù)助力實(shí)現(xiàn)“關(guān)口前移,雙向轉(zhuǎn)診”的工作。
醫(yī)養(yǎng)結(jié)合。斯坦福大學(xué)李飛飛團(tuán)隊(duì)開發(fā)的基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)和多種傳感器的環(huán)境智能系統(tǒng),能夠非接觸式地感知病人活動(dòng),并對(duì)病人的行為、身體狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于重癥加強(qiáng)護(hù)理病房、養(yǎng)老院以及患者家中,如通過(guò)監(jiān)測(cè)病人移動(dòng)模式幫助護(hù)理人員優(yōu)化決策,提高護(hù)理效率并降低風(fēng)險(xiǎn),還可通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)行動(dòng)能力的微小變化,早期發(fā)現(xiàn)步態(tài)異常、摔倒風(fēng)險(xiǎn)等,減少對(duì)人工護(hù)理的依賴,提升老年人的生活質(zhì)量。
人工智能賦能醫(yī)療健康行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的核心方向
人工智能在醫(yī)療健康領(lǐng)域拓展應(yīng)用的同時(shí),也在同步解決數(shù)據(jù)隱私與安全性、算法偏差與公平性、人工智能技術(shù)與倫理的平衡、行業(yè)適應(yīng)性與人才培訓(xùn)等方面面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。同時(shí),“人工智能+醫(yī)療健康”行業(yè)場(chǎng)景的深入應(yīng)用也促使政府、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)保部門、保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)等通過(guò)整合數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)等先進(jìn)技術(shù),重新定義醫(yī)療服務(wù)、醫(yī)藥開發(fā)和醫(yī)保支付的方式與解決方案。未來(lái),需要關(guān)注以下核心方向。
加快“人工智能+醫(yī)學(xué)”學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)的步伐
生成式人工智能技術(shù)突破性的進(jìn)展,將助力學(xué)習(xí)效率極大提升。人工智能輔助自學(xué)模式幫助學(xué)生更加自主靈活地學(xué)習(xí),海量教學(xué)資源和虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)場(chǎng)景,也會(huì)豐富課堂教學(xué)內(nèi)容。2024年11月18日,教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》,將人工智能教育的范疇從大學(xué)和職業(yè)學(xué)校拓展到中小學(xué)基礎(chǔ)教育。2024年11月14日,國(guó)家衛(wèi)生健康委、國(guó)家中醫(yī)藥局、國(guó)家疾控局聯(lián)合發(fā)布了《衛(wèi)生健康行業(yè)人工智能應(yīng)用場(chǎng)景參考指引》,聚焦“人工智能﹢”與醫(yī)療服務(wù)管理、基層公共衛(wèi)生服務(wù)、健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展、醫(yī)學(xué)教學(xué)科研相結(jié)合的四大領(lǐng)域,明確醫(yī)學(xué)影像智能輔助診斷等84個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的基本概念和應(yīng)用場(chǎng)景。鑒于醫(yī)療健康行業(yè)是人工智能方向的主要應(yīng)用場(chǎng)景,學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)的需求更為迫切。要按照國(guó)家戰(zhàn)略方向、政策導(dǎo)向和布局,在大學(xué)和職業(yè)學(xué)校盡快開展“人工智能+醫(yī)學(xué)”學(xué)科和人才培養(yǎng)體系建設(shè)。如何有效利用人工智能技術(shù)輔助醫(yī)療健康行業(yè)的應(yīng)用,如何培養(yǎng)具備跨學(xué)科知識(shí)和技能的醫(yī)學(xué)人才以提升醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生的勝任力,如何引導(dǎo)師生樹立正確的學(xué)術(shù)道德觀以適應(yīng)醫(yī)療服務(wù),都值得深入思考,人工智能醫(yī)學(xué)課程體系設(shè)計(jì)及領(lǐng)域人才培養(yǎng)計(jì)劃、實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)也非常重要。
加強(qiáng)政府監(jiān)管下數(shù)字療法產(chǎn)品注冊(cè)和臨床推廣力度
數(shù)字療法是依靠高質(zhì)量軟件為患者提供基于循證醫(yī)學(xué)證據(jù)的干預(yù)措施,實(shí)現(xiàn)在預(yù)防、管理或疾病治療上的更好效果。數(shù)字療法既可單獨(dú)使用軟件,也可與藥物、醫(yī)療器械或其他療法聯(lián)合使用。數(shù)字療法產(chǎn)品在多個(gè)亞專科均有應(yīng)用,主要通過(guò)對(duì)疾病持續(xù)治療和連續(xù)管理,輔助或提升藥物干預(yù)效果。數(shù)字療法技術(shù)與人工智能算法密不可分,截至2023年10月,我國(guó)已有85個(gè)數(shù)字療法產(chǎn)品獲注冊(cè)。當(dāng)前,人工智能正以驚人的速度逼近人類能力的邊界,在邏輯推理、問(wèn)題解決、模仿人的抽象思維能力等方面有更大提升,某些方面甚至超過(guò)99%的人類。美國(guó)開放人工智能研究中心(OpenAI)新一代人工智能模型o3利用思維鏈進(jìn)行多步推理、復(fù)雜推理,通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)使人工智能提升。我國(guó)人工智能大語(yǔ)言模型DeepSeek的突破和應(yīng)用,也得到全球認(rèn)可??梢灶A(yù)見(jiàn),人工智能應(yīng)用將進(jìn)入大爆發(fā)階段。圍繞疾病篩查、評(píng)估、管理、治療、康復(fù)等,將會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)字療法解決方案。我國(guó)已頒布《人工智能醫(yī)用軟件產(chǎn)品分類界定指導(dǎo)原則》《人工智能醫(yī)療器械注冊(cè)審查指導(dǎo)原則》《醫(yī)療器械軟件注冊(cè)技術(shù)審查指導(dǎo)原則》《醫(yī)療器械網(wǎng)絡(luò)安全注冊(cè)技術(shù)審查指導(dǎo)原則》等監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn),均為數(shù)字療法類產(chǎn)品提供重要的監(jiān)管技術(shù)依據(jù)。國(guó)家藥監(jiān)局醫(yī)療器械技術(shù)審評(píng)中心在人工智能醫(yī)療器械創(chuàng)新合作平臺(tái)牽頭成立“數(shù)字療法工作組”,致力于推動(dòng)我國(guó)數(shù)字療法行業(yè)快速健康發(fā)展,而在產(chǎn)品注冊(cè)數(shù)量和臨床推廣應(yīng)用方面,仍需更大的支持力度。
衛(wèi)生健康行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的付費(fèi)模式創(chuàng)新
未來(lái)人工智能醫(yī)療助手可以模擬人性化的問(wèn)診方式,與患者建立更緊密的關(guān)系,從而提高治療依從性。美國(guó)開放人工智能研究中心推出的o1-preview模型在鑒別診斷生成(判斷“這是什么病”)、診斷臨床推理(判斷“這最可能是什么病”)和管理推理(判斷“應(yīng)該如何治療”)等任務(wù)中的表現(xiàn)甚至超越許多經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生。人工智能技術(shù)的引入,無(wú)疑將提高醫(yī)療服務(wù)的效率,緩解“看病難、看病貴”的問(wèn)題。清華大學(xué)智能產(chǎn)業(yè)研究院打造的首家人工智能醫(yī)院“Agent Hospital”將于近期上線,對(duì)公眾開放。此外,上海東方醫(yī)院急診、重癥醫(yī)學(xué)科研發(fā)推出的人工智能醫(yī)學(xué)大模型“Med-Go”已上崗,引起業(yè)界的關(guān)注。我國(guó)已發(fā)布超過(guò)30個(gè)醫(yī)療領(lǐng)域生成式人工智能大模型,應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋患者問(wèn)診、醫(yī)生助手、新藥研發(fā)、健康管理等多個(gè)領(lǐng)域,預(yù)計(jì)到2032年“人工智能+醫(yī)療”市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到700億美元。海南、浙江等省探索數(shù)字療法先行先試,成效顯著。海南省醫(yī)療保障局根據(jù)患者和特定疾病實(shí)際診療需求,積極探索臨床使用數(shù)字療法價(jià)格形成機(jī)制,合理制定數(shù)字療法收費(fèi)方式和標(biāo)準(zhǔn)。但我國(guó)在定價(jià)收費(fèi)、支付方式探索等方面亟需模式創(chuàng)新。要鼓勵(lì)探索多種支付方式,從商保創(chuàng)新、定價(jià)收費(fèi)、醫(yī)保支付等方面進(jìn)行討論,包括鼓勵(lì)“數(shù)字療法+商業(yè)保險(xiǎn)”產(chǎn)品創(chuàng)新,探索數(shù)字療法價(jià)格形成機(jī)制和醫(yī)保支付模式等,為數(shù)字療法的推廣應(yīng)用提供支付保障?!缎l(wèi)生健康行業(yè)人工智能應(yīng)用場(chǎng)景參考指引》發(fā)布后,相關(guān)部門應(yīng)盡快制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和分類的收費(fèi)編碼,大力支持人工智能輔助診療的臨床合理收費(fèi)工作。
(作者單位:西北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,西北大學(xué)第一醫(yī)院)