人工智能对医疗服务的机遇与挑战

分类：论文范文 发表时间：2020-02-17 10:45

　　【摘要】近年来，人工智能在医疗服务领域取得飞跃式进展。文章介绍了人工智能和医疗人工智能的发展历程，重点分析了人工智能对医疗服务的5大机遇：帮助病人进行就诊前自我健康状况初步分析评估、帮助医师管理病人信息和提升服务水平、帮助医院引导和管理病人就医、缓解医疗人力资源紧张局面及重构医疗服务模式。提出了医疗人工智能面临的挑战：公民健康信息和患者隐私保护、医务人员的接受程度、经费筹集、风险责任规制以及医疗人工智能的法律主体地位等方面。

　　【关键词】人工智能；医疗服务；智能诊断；智能医疗

　　2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》（以下简称《规划》）指出，人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界，人工智能发展进入新阶段。经过60多年的演进，特别是在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论、新技术以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征。新一代人工智能相关学科发展、理论建模、技术创新、软硬件升级等整体推进，正在引发链式突破，推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升。《规划》认为，人工智能成为国际竞争的新焦点、经济发展的新引擎、社会建设的新机遇，同时，人工智能发展的不确定性带来新挑战。《规划》提出，到2030年，人工智能核心产业规模超过1万亿元，带动相关产业规模超过10万亿元，形成一批全球领先的人工智能科技创新和人才培养基地，建成更加完善的人工智能法律法规、伦理规范和政策体系[1]。《规划》就智能医疗和智能健康提出了明确要求，要求推广应用人工智能治疗新模式、新手段，建立快速精准的智能医疗体系。探索智慧医院建设，开发人机协同的手术机器人、智能诊疗助手，研发柔性可穿戴、生物兼容的生理监测系统，研发人机协同临床智能诊疗方案，实现智能影像识别、病理分型和智能多学科会诊。加强群体智能健康管理，突破健康大数据分析、物联网等关键技术，研发健康管理可穿戴设备和家庭智能健康检测监测设备，推动健康管理实现从点状监测向连续监测、从短流程管理向长流程管理转变。医疗与交通、金融、法律等领域一样，一直是人工智能应用的重要领域，人工智能的快速发展，将会对医疗服务产生一系列深远而重大的影响。

　　1人工智能发展概况

　　人工智能（artificialintelligence，AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学[2]。人工智能是在计算机科学、控制论、信息论、神经心理学、哲学、语言学等多种学科研究的基础上发展起来的一门综合性很强的交叉、前沿学科，内容主要包括：知识表示、自然语言理解、机器学习和知识获取、知识处理系统、计算机视觉、自动推理和搜索方法、智能机器人、自动程序设计、专家系统等方面。人工智能的历史早于互联网，与计算机历史相伴[3]。人工智能的历史可以追溯到20世纪50年代。1956年夏季在美国达特茅斯（Dartmouth）大学召开会议，美国计算机科学家约翰·麦卡锡提出，“让机器达到这样的行为，既与人类做同样的行为”可以被称之为人工智能[4]。这次会议首次提出了人工智能的概念，标志着人工智能学科的诞生。在人工智能提出后的60年中，人工智能的发展经历了“三起两落”，三次兴起，又两次陷入谷底。除了技术方向本身不断进化外，人工智能的含义由于解释的灵活性，也出现了多层次的划界[4]。人工智能概念提出后，人工智能发展经历了短暂的春天，该领域的成绩更多地被埋没在计算机发展成果之中。由于没有发明新技术和打通新产业链，也没有研制出令人兴奋的产品和应用，政府投资和商业投资都大幅减少，人工智能在20世纪70年代中期和90年代经历了两次低潮。究其原因，当时的人工智能理想超前，而基础设施尚在襁褓中，超前的人工智能遇到了两个难以克服的瓶颈：一个是算法逻辑自身问题，也就是数学方法的发展还不够；另一个是硬件计算能力的不足[5]。进入21世纪，人工智能领域的快速发展得益于算法的进步、计算能力的快速发展和互联网提供了以前科学家梦寐以求却难以得到的海量数据。互联网诞生的初衷是为了信息沟通方便，结果带来了信息爆炸，信息爆炸产生的海量数据又促进了人工智能技术的发展。如果说工业革命解放了人类的体力，将过去由人类自己完成的搬石头、货物等机械类粗活交由机器来完成，那么智能革命将解放人类的脑力，过去很多需要人类费脑力的事情，现在可以交由机器来完成。人工智能的这种赋能能力，将超过以往任何时代。

　　2医疗人工智能发展概况

　　医疗是人工智能最深入应用的领域之一，它将真正改善人们的生活[7]。20世纪70年代，美国匹兹堡大学研究人员开发了用于诊断普内科复杂病症的软件“快捷医疗参考”。20世纪80年代，美国麻省总医院开始开发和完善DxPlan项目。DxPlan所涵盖的知识领域包括内科各专科多数疾病及临床表征[8]。1990年加州大学圣迭戈分校的急诊科医生威廉巴克斯特在公开发布的学术文章中第一次提出，电脑可能比医生做得更好。这种电脑系统像人类一样从经验中不断学习，从每个成功案例中总结经验，从每个失败案例中吸取教训，进而改变自己的内容程序。瑞典伊登布兰特的教授发起了一个实验，将1万份心电图输入电脑，培养电脑成为心电图专家。该实验邀请瑞典顶尖心脏外科专家沃林参加，从医院病案中挑选2240份心电图，其中一半是心脏病发作的心电图。1997年发布的结果，沃林挑出了620份，电脑挑出了738份，电脑以20%的优势击败了专家。2011年，IBM研制的以该公司创始人之一的托马斯·沃森名字命名的机器人“沃森”在美国著名电视智力竞赛节目“危险边缘”中战胜了2位人类智力冠军。“沃森”首先被应用到医疗领域，其原因是“沃森”在“危险边缘”一炮而红后，节目的粉丝，同时也是患者，竟然给IBM打电话，询问他们有没有将医疗护理相关的问题“教”给“沃森”，患者觉得“沃森”可以帮到他们[9]。

　　3人工智能对医疗服务的机遇

　　3.1帮助病人进行就诊前自我健康

　　状况初步分析评估现代临床医学的快速发展，医院科室设置越分越细，内科、外科等学科下面分成很多亚专科，病人对各医院的科室具体治什么病，自己该去哪个科室挂号看病很难弄清楚。随着互联网快速发展和普及，已经逐步改变了人们的就医习惯。2017年11月9日，健康报移动健康研究院发布《2017全国医院互联网影响力排行榜》等相关研究报告指出，随着互联网的深入发展，患者就医过程已发生明显变化，有超过6成的患者就诊前进行网上查询，患者求医的第一站是互联网已渐成主流。医疗人工智能的快速发展，将有望实现将所有的医疗知识和经验汇聚在一个超级机器人医生身上，借助移动互联技术，人们生病后，可以通过移动终端访问超级机器人医生，通过视频、语音互动等方式，向机器人医生询问自己可能得了什么病，是否需要到医院就医，该找什么样的医院以及何种类型的医生就诊。随着可穿戴设备的发展，病人也有可能在机器人医生的指导开展相关检查，进一步评估自身的健康状况，以及是否需要做进一个健康检查和医疗处理等。有了超级机器人医生的帮助，人们将能更好地进行自我健康管理。

　　3.2帮助医师管理病人信息和提升

　　服务水平相比人的学习速度和成本，人工智能可以极大地提高人的工作效率，更好地处理数据和文字。现在知道的疾病超过1万种，对这1万多种疾病怎么更标准化、更高效地判断其变化和检查结果，是一个重大问题。但有了人工智能，这些都将成为可能。人工智能可以高效、精准整合医学检验数据，让人人都有自己的电子健康档案，利用标准化、云平台等技术手段形成健康大数据。在此基础上，可以进一步挖掘数据，突破智能感知认知、知识的引擎与知识的服务、机器的学习等技术，从而帮助医师更好地掌握病人个体化、差异化的信息，做好辅助诊疗工作。人工智能在帮助医师管理病人信息的同时，通过智能工具的分析、整理和归纳，能从群体和个体双重角度总结出疾病预防、诊断、治疗和康复的规律，供医师学习和参考，无形中提升医师的业务水平。

　　4医疗人工智能面临的挑战

　　尽管人工智能技术和相关配套政策的快速发展，为人类社会带来了美好的医疗应用前景，但将人工智能技术应用到医疗服务领域，造福人类，仍面临艰巨的挑战。

　　4.1公民健康信息和患者隐私保护

　　在今天和未来，当移动互联网、大数据和机器智能三者叠加后，我们生活在一个“无隐私的社会”。信息技术、人工智能技术的快速发展，给广大患者提供就医便利的同时，也给患者隐私保护带来了巨大的挑战。信息技术的快速发展和应用，每个人在医疗方面的信息或隐私都在虚拟的网络系统中留下痕迹。如果管理不善，就有可能被不法分子所利用。在人工智能技术快速发展及应用的过程中，智能移动终端和可穿戴设备的广泛使用，对收集人们健康相关的信息提供了非常有效的手段，但同时也给不法分子提供了途径。公民健康信息和患者隐私保护是医疗人工智能面临的重大挑战，应对该挑战需从技术、法律制度等多方面着手，需要患者、医疗机构、人工智能公司、政府和社会各界共同努力。

　　4.2医务人员接受程度

　　医疗行业是一个技术和准入门槛很高的行业，医务人员是医疗行业的核心和主体，医疗人工智能能否快速发展和应用，离不开医务人员的支持和推动。如果担心医疗人工智能的发展会抢了医务人员的“饭碗”，使大量医务人员失业，一些医务人员可能会抵制或消极对待医疗人工智能的发展，那将会极大地降低医疗人工智能的发展速度。因此，如何对医疗人工智能进行科学、合理的科普宣传，让医务人员认识到人工智能技术对医疗服务的意义和价值，让医务人员接受并主动应用和推广医疗人工智能技术也是医疗人工智能发展面临的挑战之一。

　　参考文献

　　[1]国务院.新一代人工智能发展规划[EB/OL].(2017-07-20)[2018-01-02].

　　[2]孔祥溢,王任直.人工智能及在医疗领域的应用[J].医学信息学杂志,2016,37(11):2-5.

　　[3]李彦宏.智能革命：迎接人工智能时代的社会、经济与文化变革[M].北京:中信出版集团,2017:5.

　　[4]腾讯研究院,中国信息通信研究院互联网法律研究中心,腾讯AILab,腾讯开放平台.人工智能：国家人工智能战略行动抓手[M].北京:中国人民大学出版社,2017:4.

　　[5]李彦宏.智能革命：迎接人工智能时代的社会、经济与文化变革[M].北京:中信出版集团,2017:6.

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