人工智能导论
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2.5 智慧医疗

智慧医疗(Wise Information Technology of 120,WIT120),是指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(见图2-13)。

人工智能技术已经逐渐应用于药物研发、医学影像、辅助治疗、健康管理、基因检测、智慧医院等领域。其中,药物研发的市场份额最大,利用人工智能可大幅缩短药物研发周期,降低成本。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,智慧医疗正在走进寻常百姓的生活。

图2-13 智慧医疗

2.5.1 循证医学的发展

循证医学(Evidence-Based Medicine,EBM),意为“遵循证据的医学”,又称实证医学,其核心思想是医疗决策(即病人的处理,治疗指南和医疗政策的制定等)应在现有的最好的临床研究依据基础上做出,同时也重视结合个人的临床经验(见图2-14)。

图2-14 循证医学金字塔

传统医学以个人经验、经验医学为主,即根据非实验性的临床经验、临床资料和对疾病基础知识的理解来诊治病人(见图2-15)。在传统医学下,医生根据自己的实践经验、高年资医师的指导,教科书和医学期刊上零散的研究报告为依据来诊治病人。其结果是:一些真正有效的疗法因不为公众所了解而长期未被临床采用;一些实践无效甚至有害的疗法因从理论上推断可能有效而长期广泛使用。

循证医学的方法与内容实际上来源于临床流行病学。费恩斯坦在美国的《临床药理学与治疗学》杂志上,以“临床生物统计学”为题,从1970年到1981年的11年间,共发表了57篇的连载论文,他的论文将数理统计学与逻辑学导入到临床流行病学,系统地构建了临床流行病学的体系,被认为富含极其敏锐的洞察能力,因此为医学界所推崇。

循证医学不同于传统医学,它并非要取代临床技能、临床经验、临床资料和医学专业知识,它只是强调任何医疗决策应建立在最佳科学研究证据的基础上。循证医学实践既重视个人临床经验又强调采用现有的、最好的研究证据,两者缺一不可(见图2-16)。

图2-15 传统医学是以经验医学为主

图2-16 循证医学重视个人临床经验,也强调研究证据

1992年,来自安大略麦克马斯特大学的两名内科医生戈登·盖伊特和大卫·萨基特发表了呼吁使用“循证医学”的宣言。他们的核心思想很简单,医学治疗应该基于最好的证据,而且如果有统计数据的话,最好的证据应来自对统计数据的研究。但是,盖伊特和萨基特并非主张医生要完全受制于统计分析,他们只是希望统计数据在医疗诊断中起到更大的作用。

医生应该重视统计数据的这种观点,直到今天仍颇受争议。从广义上来说,努力推广循证医学,就是在努力推广智能分析,事关统计分析对实际决策的影响。由于循证医学运动的成功,一些医生在把数据分析结果与医疗诊断相结合方面已经加快了步伐。因特网在信息追溯方面的进步促进了一项影响深远的技术的发展,而且利用数据做出决策的过程也实现了前所未有的速度。

2.5.2 医疗保健新突破

科学家发现,虽然世界人口寿命变长,但人们的身体素质却下降了。大数据智慧医疗可以为人们增加医疗保健的机会、提升生活质量、减少因身体素质差造成的时间和生产力损失。急需提供更高效的医疗保健,尽可能地帮助人们跟踪并改善身体健康。

1.量化自我,关注个人健康

谷歌联合创始人谢尔盖·布林的妻子安妮·沃西基(公司首席执行官)在2006年创办了DNA[1](见图2-17)测试和数据分析公司23andMe。除了收集和分析个人健康信息,公司还将大数据应用到了个人遗传学上,至今已分析了数十万人的唾液(见图2-18)。

通过分析人们的基因组数据,公司确认了个体的遗传性疾病,如帕金森氏病和肥胖症等的遗传倾向。通过收集和分析大量的人体遗传信息数据,该公司不仅希望可以识别个人遗传风险因素以帮助人们增强体质,而且希望能识别更普遍的趋势。通过分析,公司已确定了约180个新的特征,例如所谓的“见光喷嚏反射”,即人们从阴暗处移动到阳光明媚的地方时会有打喷嚏的倾向;还有一个特征则与人们对药草、香菜的喜恶有关。

图2-17 基因DNA图片

图2-18 23andMe的DNA测试

事实上,利用基因组数据来为医疗保健提供更好的洞悉是合情合理的。人类基因计划组(HGP)绘制出总数约有23000组的基因组,而这所有的基因组也最终构成了人类的DNA。这一项目费时13年,耗资38亿美元。

2.可穿戴的个人健康设备

Fitbit是美国的一家移动电子医疗公司(见图2-19),致力于研发和推广健康乐活产品,从而帮助人们改变生活方式,其目标是使保持健康变得有趣。2015年6月19日Fitbit上市,成为纽约证券交易所可穿戴设备的第一股。该公司所售的一款设备可以跟踪一天的身体活动,还有晚间的睡眠模式。Fitbit公司还提供一项免费的苹果手机应用程序,可以让用户记录他们的食物和液体摄入量。通过对活动水平和营养摄入的跟踪,用户可以确定哪些行为有效、哪些无效。营养学家建议,准确记录我们的食物和活动量是控制体重的最重要一环,因为数字明确且具有说服力。Fitbit公司正在收集关于人们身体状况、个人习惯的大量信息。如此一来,它就能将图表呈现给用户,从而帮助用户直观地了解自己的营养状况和活动水平,而且,它能就可改善的方面提出建议。

图2-19 Fitbit设备

耐克公司推出了类似的产品Nike+FuelBand,即一条可以戴在手腕上收集每日活动数据的手环。这一设备采用了内置加速传感器来检测和跟踪每日的活动,诸如跑步、散步以及其他体育运动。加上Nike P lus网站和手机应用程序的辅助,这一设备令用户可以更加方便地跟踪自己的活动行为、设定目标并改变习惯。耐克公司也为其知名的游戏系统提供训练计划,使用户在家也能健身。使用这一款软件,用户就可以和朋友或其他人在健身区一起训练。这一想法旨在让健身活动更有乐趣、更加轻松,同时也更社交化。

类似Fitbit和Nike+FuelBand这样的设备对不断推高医疗保健和个人健康的成本确实有影响。回溯过去,检测身体健康发展情况需要用到特殊的设备,或是不辞辛苦、花费高额就诊费去医生办公室问诊。新型应用程序最引人瞩目的一面是,它们使得健康信息的检测变得更简单易行。低成本的个人健康检测程序以及相关技术甚至“唤醒”了全民对个人健康的关注。

3.智能时代的医疗信息

就算有了这些可穿戴设备与应用程序,我们依然需要去看医生。大量的医疗信息收集工作依然靠纸笔进行。纸笔记录的优势在于方便、快捷、成本低廉。但是,因为纸笔做的记录会分散在多处,这就会导致医疗工作者难以找到患者的关键医疗信息。

2009年颁布的美国《卫生信息技术促进经济和临床健康法案》(HITECH)旨在促进医疗信息技术的应用,尤其是电子健康档案(EHRs)的推广。法案也在2015年给予医疗工作者经济上的激励,鼓励他们采用电子健康档案,同时会对不采用者施以处罚。电子病历(EMRs,见图2-20)是纸质记录的电子档,如今许多医生都在使用。相比之下,电子健康档案意图打造病人健康概况的普通档案,这使得它能被医疗工作者轻易接触到。医生还可以使用一些新的App应用程序,在苹果平板电脑、苹果手机、搭载安卓系统的设备或网页浏览器上收集病人的信息。除了可以收集过去用纸笔记录的信息之外,医生们还将通过这些程序实现从语言转换到文本的听写、收集图像和视频等其他功能。

图2-20 电子病历

电子健康档案、DNA测试和新的成像技术在不断产生大量数据。收集和存储这些数据对于医疗工作者而言是一项挑战,也是一个机遇。不同于以往采用的封闭式的医院IT系统,更新、更开放的系统与数字化的病人信息相结合可以带来医疗突破。

如此种种分析也会给人们带来别样的见解。比如说,智能系统可以提醒医生使用与自己通常推荐的治疗方式相关的其他治疗方式和程序。这种系统也可以告知那些忙碌无暇的医生某一领域的最新研究成果。这些系统收集、存储的数据量大得惊人。越来越多的病患数据会采用数字化形式存储,不仅是我们填写在健康问卷上或医生记录在表格里的数据,还包括了苹果手机和苹果平板电脑等设备以及新的医疗成像系统(比如X光机和超音设备)生成的数字图像。

这意味着未来将会出现更好、更有效的患者看护,更为普及的自我监控以及防护性养生保健,当然也意味着要处理更多的数据。其中的挑战在于,要确保所收集的数据能够为医疗工作者以及个人提供重要的见解。

2.5.3 智慧的医疗信息平台

由于国内公共医疗管理系统的不完善,医疗成本高、渠道少、覆盖面低等问题困扰着大众民生。所以需要建立一套智慧的医疗信息网络平台体系,使患者用较短的等待治疗时间、支付基本的医疗费用,就可以享受安全、便利、优质的诊疗服务。从根本上解决“看病难、看病贵”等问题,真正做到“人人健康,健康人人”。

通过无线网络,使用手持P DA便捷地联通各种诊疗仪器,使医务人员随时掌握每个病人的病案信息和最新诊疗报告,随时随地快速制定诊疗方案;在医院任何一个地方,医护人员都可以登录距自己最近的系统查询医学影像资料和医嘱;患者的转诊信息及病历可以在任意一家医院通过医疗联网方式调阅等。随着医疗信息化的快速发展,这样的场景在不久的将来将日渐普及,智慧的医疗正日渐走入人们的生活。