AI在医疗领域到底有什么作为?未知潜力远大于已知应用

•极客观察7月10日,在医学领域,AI已经带来无数进步,例如我们可以用AI管理电子病历,用AI诊断一些病症,用AI辅助治疗……

有人预测说自主AI将会取代医生,有人则不以为然。内科医生们感到乐观,他们对医疗AI充满期待,却并不担心工作会被AI夺走。

不应神化,也不该拒绝——那AI到底在医疗领域有什么用?我们今天就来简单盘点并讨论一下。

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AI给诊断带来变革

在医疗AI领域,大多的研究工作围绕“诊断”展开。科学家训练AI系统,让它识别不同条件下病人的病症,这是主要的研究方向。

在国外,IDx-DR之类的自主AI系统已经获得FDA的认可,它们可以诊断糖尿病视网膜病变等疾病。谷歌也与Verily 合作开发AI系统,它也可以诊断糖尿病视网膜病变。

一般来说,使用这些AI系统时需要专门的临床仪器,不过密歇根大学凯洛格眼科中心开发的AI诊断系统用智能手机摄像头就能识别糖尿病视网膜病变。这个名叫RetinaScope的系统将智能手机与AI技术融合,可以降低成本,让视网膜成像技术得到更广泛的应用,这是很多AI+医疗创业梦想的方向。

谷歌在AI方面投入重兵,它开发的一套AI系统诊断肺癌的准确率比人类专家还要高。原理很简单,谷歌用 学习算法训练肺癌诊断AI系统,它可以分析断层扫描(computed tomography,CT)影像,预测患病概率,效率和准确率超出人眼。

另有研究指出,用机器学习程序诊断心脏病,准确率也已达到与传统手段不相上下的水平。

同时,AI诊断领域还取得一些其他小进步,例如可以用Apple Watch诊断检测精神分裂症和心脏病。

这些原理都很简单,对于那些有明确表征的疾病,AI在读取数据和分析数据方面,要比人类高效和精准得多。

AI帮助医生筛选数据

AI的另一个医疗应用是帮助医生筛选数据。借助预测性算法,AI可以像专业人士一样快速筛选数据。

例如,外媒报道美国威尔康乃尔医学院(Weill Cornell Medicine)用AI系统分析数据,判断5天大的体外受精胚胎成功怀孕的几率有多高。研究人员收集12000张人类胚胎图片,花几天时间处理,然后用数据训练AI算法,它就能识别健康与不健康胚胎。

研究发现,用这种名叫Stork的算法评估新胚胎影像时成功率达到97%。以前,诊断胚胎时有时要依靠人类的主观判断,Stock能分担人类的一些工作,让流程标准化,而且更精准。

不只如此,研究人员还用AI系统分析病人,看病人的身体条件是否适合做手术。例如,有专家开发了一套AI系统,它可以分析病人是否适合做角膜屈光手术,以及哪些病人做完手术之后可能会有并发症。

简言之,人类医生判断时往往会出现错误,有了AI工具,研究人员也许能开发出更精准的筛选工具。当然,也不是所有的医疗场景都适合,AI解决的还是大量重复劳作的问题。

AI分辨癌细胞类型

AI能否在癌症诊断、管理方面给人类带来帮助?当然有可能。Osaka大学的研究人员最近做过实验,他们开发一套AI系统,可以分辨癌细胞类型。研究团队用卷积神经网络开发一套系统,然后用8000张细胞图片对系统进行训练,最终系统识别癌细胞的精准率达到98%。

癌症有多种,病人不同,癌细胞的类型也不同,而且会存在巨大变化,这使得人类很难区分,AI系统则可以帮上大忙。

最近,卢森堡大学生命科学研究组也开发出一套系统,它可以模拟癌细胞代谢过程,分析抗癌药物的效果。据悉,该系统首先给健康细胞和癌细胞建模,然后专家将10000名病人的基因数据输入系统,再用系统进行模拟,看看不同化合物对细胞代谢有何影响。

如此,AI就可以用来筛选抗癌药物,看看哪些药物安全有效,这样一来在药物进入实验室接受测试之前,研究人员就可以提前淘汰不合格药物。

AI远程监控病人体征

将AI植入穿戴设备,医生就可以在远方监控病人。例如,一家名叫Current Health的公司开发出一款AI设备,病人在家中使用该设备,Current Health就可以收集多种关键信号,包括病人的脉搏、呼吸、氧饱和度、温度等。

该设备将各种实时数据发送给医生,让他们远程处理。收集数据之后,Current Health会用AI对数据进行分析,及时发现数据中出现的不良变化。

实际上在医疗电子领域,将AI与智能手表等设备融合监控心脏病,早已开始流行。此外,研究人员还开发出可以诊断肥大型心肌病的AI工具,也可以植入携带方便的穿戴设备。

AI用于基因研究

AI还可用于基因研究。据报道,利用AI技术,研究人员最近在DNA非编码区发现一些基因突变,发现它们与自闭症有关。然后研究人员用 学习技术去分析这些“垃圾区域”,找出它们的影响。

具体做法上,研究小组对12万个基因突变进行分析,判断哪些突变与自闭症患者的遗传行为有关。这一研究可能无法告诉我们到底是什么原因引发自闭症,但它的确有可能揭示怎样的基因突变与自闭症有关。这样的海量数据大规模分析,非AI不能高效完成。

总之,AI之于医疗行业的应用已经无处不在,从病情诊断到辅助治疗,从癌症分析到基因研究,都有AI的身影。当然,虽然AI在医疗行业的应用的确取得了不少进步,不过AI仍然很年轻,未知潜力远大于已知应用,医疗+AI的精彩之路才刚刚开始。


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2019-07-10
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