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在肺炎疫情防控工作中，工業(yè)和信息化部了《充分發(fā)揮人工智能賦能效用，協(xié)力抗擊病毒感染的肺炎疫情倡議書》，多家企業(yè)迅速響應，充分發(fā)揮人工智能在疫情監(jiān)測分析、防控救治等方面的作用，使人工智能（AI）在醫(yī)療領域的應用走進了大眾視野。
一、人工智能醫(yī)療艱難起航
讓機器來模仿和執(zhí)行人的某些功能，一直是人類的夢想和追求。早到《列子·湯問》中西周偃師研制的取樂伶人，近至捷克作家卡雷爾·恰佩克的劇作《羅素姆的萬能機器人》，都體現(xiàn)出了人類對人工智能的豐富想象。1956年夏天，在常春藤的達特茅斯學院舉行了一次10個人組成的為期兩個月的研討會，會議的目標是“精確、全面地描述人類學習和其他智能，并制造機器來模擬”。這次會議被公認為人工智能學科的起源。隨著數(shù)學、計算機、信號與系統(tǒng)、語言學等學科不斷發(fā)展，人工智能的應用范圍日益擴大。圖像分類、語音識別、人機對弈、無人駕駛等技術已實現(xiàn)從“不能用、不好用”到“可以用”的突破。人工智能開始嘗試與其他學科領域相結合，如制造、教育、零售等。其中，人工智能在醫(yī)療領域的應用也迅速發(fā)展。人工智能醫(yī)療的雛形，可以追溯到1972年斯坦福大學研制的MYCIN系統(tǒng)，這是一種使用了人工智能的早期模擬決策系統(tǒng)，幫助醫(yī)生對住院的血液感染患者進行診斷和推薦用藥。同年，利茲大學推出了研發(fā)的AAPhelp系統(tǒng)，這是一個臨床決策支持系統(tǒng)，主要是用于腹部劇痛的輔助診斷以及手術的相關需求。20世紀八九十年代，商業(yè)化應用的臨床決策支持系統(tǒng)QuickMedicalReference、DXplain、DiagnosisOne等也陸續(xù)推廣。隨著醫(yī)學影像數(shù)字化的發(fā)展，人工智能與醫(yī)學影像的結合逐漸深化。2006年，深度算法的出現(xiàn)為圖像識別帶來突破性進展。2012年，多層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡結構的應用將圖像識別錯誤率從26.2%降低到3%，人工智能在醫(yī)療影像識別的應用進入新的階段。2017年，美國食品藥品管理局（FDA）批準了第一個用于臨床的基于云計算和深度學習的分析軟件——用于分析心臟核磁共振圖像的ArterysCardioDL軟件。然而，人工智能醫(yī)療的發(fā)展并非一帆風順。2012年IBM開始研發(fā)的沃森系統(tǒng)，經(jīng)過4年的訓練和改進，已經(jīng)可以助力腫瘤醫(yī)生治療乳腺癌、肺癌、腸癌、宮頸癌等13種癌癥。但自2017年以來，全球有多家醫(yī)院和癌癥研究中心由于其診療效果不達預期而取消了與IBM沃森系統(tǒng)的合作。人工智能在醫(yī)療領域的應用研究并沒有因此而止步。目前，歐洲國家正在大力發(fā)展人工智能在系統(tǒng)化藥械管理、遠程醫(yī)療方面的應用，日本將醫(yī)療健康管理和護理作為結合人工智能的突破口，美國已有基于人工智能技術進行藥物研發(fā)的多種新藥上市，中國、美國、以色列在人工智能醫(yī)療影像分析上也在不斷研發(fā)出新產(chǎn)品。人工智能醫(yī)療將持續(xù)保持高速發(fā)展的趨勢。
二、我國人工智能醫(yī)療呈現(xiàn)跨界共融狀態(tài)
我國人工智能起步晚于發(fā)達國家，但是發(fā)展迅速。1979年，北京中醫(yī)醫(yī)院“關幼波肝病診療程序”投入使用，成為我國第一個具有人工智能特征的臨床決策支持系統(tǒng)。20世紀80年代，人工智能臨床決策支持系統(tǒng)在中醫(yī)領域快速發(fā)展。1982年基于滋養(yǎng)細胞疾病診治的計算機診斷決策支持系統(tǒng)問世，1983年盆腔子宮內膜異位癥計算機診斷決策支持系統(tǒng)投入使用。進入90年代，相關基礎性研究不斷豐富，人工智能在醫(yī)療健康的更多細分領域發(fā)展迅速。2016年，國務院辦公廳印發(fā)《關于促進和規(guī)范健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)應用發(fā)展的指導意見》，將健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)應用發(fā)展納入國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略布局；《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出重點發(fā)展大數(shù)據(jù)驅動的類人工智能技術方法。基于大數(shù)據(jù)的人工智能醫(yī)療進入快車道，人工智能在醫(yī)學影像、健康管理、醫(yī)療輔助等方面應用進展快速，部分應用領域已經(jīng)達到世界領先水平。依托圖像識別技術和深度學習技術，人工智能在醫(yī)學影像領域大有可為。通過不斷驗證和打磨算法模型，人工智能已經(jīng)可以識別并標注病灶，跟蹤病灶位置變化，并給出影像報告、檢查結果和隨訪建議等。人工智能在醫(yī)學影像中的應用，一方面可以減輕大醫(yī)院臨床醫(yī)生的負擔，減少重復性人工勞動，最大程度釋睿米機器人手術過程圖。放醫(yī)生的效能、提高診斷的正確率；另一方面也使優(yōu)質醫(yī)療資源下沉變?yōu)楝F(xiàn)實，提高基層醫(yī)院“早發(fā)現(xiàn)”病灶的能力，從而實現(xiàn)“早診斷、早治療”，減低患者的治療成本，有利于促進分級診療制度的執(zhí)行和完善。目前，人工智能在醫(yī)學影像中的應用已經(jīng)涉及肺結節(jié)、乳腺癌、宮頸癌等多個方面。其中，在肺結節(jié)的人工智能識別領域，我國處于世界領先水平，注冊在北京的推想醫(yī)療科技股份有限公司，是目前全球唯一一家同時獲得歐盟CE認證、日本PMDA醫(yī)療器械認證、美國FDA認證和中國NMPA三類證等四大市場準入的人工智能醫(yī)療公司。在此次抗擊肺炎疫情戰(zhàn)役中，推想借助人工智能降低醫(yī)院內交叉感染，推出的肺炎智能輔助篩查和疫情監(jiān)測系統(tǒng)在中國、日本、意大利、德國、美國等國多家醫(yī)院落地使用。人工智能在健康管理方面的應用也日漸深入，我國企業(yè)在風險識別、虛擬護士、精神健康、移動醫(yī)療以及可穿戴設備等人工智能健康管理領域均多有建樹。與傳統(tǒng)醫(yī)療注重疾病治療不同，人工智能健康管理更重視預防的作用。運用人工智能技術及時收集用戶健康數(shù)據(jù)，建立用戶畫像，為不同人群提供不同的健康解決方案，可以以更低成本更有效地進行群體的高發(fā)性慢性病管理。雖然伴隨著以運動、心律、睡眠等檢測為主的移動醫(yī)療設備快速發(fā)展，智能手表、智能手環(huán)等穿戴式智能設備可以將檢測的血壓、心電、脂肪率等多項指標上傳到云數(shù)據(jù)庫形成個人健康檔案，但由于這些設備都是在人體表面采集數(shù)據(jù)，無創(chuàng)情況下可獲取的數(shù)據(jù)不多，因此通過這些設備可識別和預警的疾病也有限。北京鷹瞳科技發(fā)展股份有限公司另辟蹊徑，通過AI視網(wǎng)膜影像分析來進行健康管理和慢病預警，在人工智能健康管理方向走在了世界前列。該公司自主研發(fā)的便攜式全自動眼底照相機鷹瞳Airdoc，已獲得歐盟CE認證和中國NMPA三類證，能在人工智能的算法支持下通過視網(wǎng)膜圖像準確識別55種眼部、心血管、神經(jīng)、內分泌、腦部腫瘤等領域的健康風險，準確率相關指標均已達到全球頂尖水平，同時還能對糖尿病、高血壓、心梗、腦卒中等8種重大慢性病進行風險預測。人工智能在醫(yī)療輔助方面的應用也十分廣闊，最常見的場景就是手術機器人。以帕金森癥的治療為例，醫(yī)生需要通過腦深部電刺激治療方法（DBS手術），將直徑亞毫米級的刺激電極準確植入患者顱內特定核團，從而達到神經(jīng)調控、緩解帕金森相關癥狀的目的，這是國際公認對精度要求最高的神經(jīng)外科手術。中國目前有近300萬帕金森病患者，能獨立完成DBS手術的醫(yī)生僅有百余名。借助手術機器人，更多患者有望通過微創(chuàng)方式完成DBS手術治療。2020年，中國人民解放軍總醫(yī)院神經(jīng)外科率先將高分辨數(shù)字影像技術、3D打印技術以及手術機器人技術，融合到腦深部電刺激治療技術中。借助北京柏惠維康科技有限公司睿米機器人的AI定位功能，神經(jīng)外科醫(yī)生可以制定出最適合患者的腦深部電刺激靶點和電極植入路徑，并通過無創(chuàng)注冊、精準導航的方式，將帕金森的手術有效率提升至97%以上。除了上述3個應用場景外，我國人工智能在醫(yī)療健康領域落地的產(chǎn)品還包括疾病預測、醫(yī)院管理、藥物研發(fā)、醫(yī)學研究以及醫(yī)療大數(shù)據(jù)等多個應用場景。依托醫(yī)療健康數(shù)據(jù)量優(yōu)勢，我國醫(yī)療健康領域的人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速。在健康醫(yī)學人工智能主題有關的研究領域中，我國的發(fā)文量和國際合作占比均居世界前列，已成為全球開展人工智能相關臨床試驗數(shù)量最多的國家。
三、未來，中國能否引領全球人工智能醫(yī)療發(fā)展
人工智能醫(yī)療是實現(xiàn)“健康中國”戰(zhàn)略的重要驅動力。近年來，國家對醫(yī)療領域人工智能的發(fā)展提出明確要求，出臺系列技術研發(fā)支持政策，就健康信息化、醫(yī)療大數(shù)據(jù)、智能健康管理等相關技術和產(chǎn)品提出規(guī)劃，明確醫(yī)療、健康及養(yǎng)老等方面的人工智能應用方向。正如鷹瞳科技創(chuàng)始人張大磊所說，接下來的15年，人工智能將會在醫(yī)療領域發(fā)揮巨大作用，成為推動醫(yī)療下一輪升級和變革的核心引擎。隨著我國人口老齡化加劇，分級診療制度建設的不斷完善，醫(yī)學影像、健康管理和醫(yī)療機器人等將成為未來人工智能重點發(fā)展的領域。我國在人工智能醫(yī)學影像領域的絕對優(yōu)勢有望持續(xù)保持，部分健康管理領域企業(yè)或將能提供醫(yī)療級健康管理解決方案，而手術機器人領域則面臨著研發(fā)操作類手術機器人的挑戰(zhàn)。從全球來看，藥物研發(fā)是人工智能在醫(yī)療健康領域應用的重要場景，其收入占人工智能醫(yī)療收入的27%，未來幾年還將保持高速增長。但在這一領域，我國企業(yè)與歐美國家的企業(yè)還存在較大差距，全球頭部人工智能制藥企業(yè)中，英美公司仍占主體，我國企業(yè)在藥物研發(fā)領域的布局亟待加強。
作者:王雪松 賈婧 單位:中關村并購重組研究院
