人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展史與五大應(yīng)用現(xiàn)狀分析

文章來(lái)源：醫(yī)言醫(yī)信，內(nèi)容摘自上海交通大學(xué)人工智能研究院，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院，上海市衛(wèi)生和健康發(fā)展研究中心與上海感知城市數(shù)據(jù)科學(xué)研究院進(jìn)行整理摘編

作者：陳文雄

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國(guó)家對(duì)人工智能應(yīng)用醫(yī)療的戰(zhàn)略觀

人類社會(huì)文明史上共有四次工業(yè)革命。第一次是蒸汽技術(shù)革命，自1769年英國(guó)人瓦特改良蒸汽機(jī)之后，傳統(tǒng)手工勞動(dòng)向動(dòng)力機(jī)器生產(chǎn)發(fā)生了重大飛躍，世界開(kāi)始提速，絕塵而去，拋下了閉關(guān)鎖國(guó)的我們。第二次工業(yè)革命是電力技術(shù)革命，以電燈的發(fā)明為標(biāo)志，從此社會(huì)進(jìn)入電氣時(shí)代。第三次工業(yè)革命是計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)革命,使得世界進(jìn)入信息化和全球化時(shí)代。第四次革命是以人工智能為主的全新技術(shù)革命，力圖通過(guò)新技術(shù)大幅度提高資源生產(chǎn)率。

AI這個(gè)概念已經(jīng)出現(xiàn)了六十多年，但近十年才真正得到全社會(huì)層面的重視，甚至上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面，世界各國(guó)紛紛出臺(tái)人工智能國(guó)家戰(zhàn)略，紛紛率先布局人工智能（以下簡(jiǎn)稱：AI）。

世界各國(guó)對(duì)AI的國(guó)家戰(zhàn)略布局，興起于2016年AIphaGO戰(zhàn)勝人類傳奇棋手李世石這一里程碑事件開(kāi)始。美國(guó)作為第一大經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)，對(duì)AID的反應(yīng)最為迅速，于2016年10月接連出臺(tái)了兩份人工智能國(guó)家戰(zhàn)略。

曾經(jīng)那個(gè)閉關(guān)鎖國(guó)昏昏欲睡的雄獅醒了，如今作為僅次于美國(guó)的世界第二大經(jīng)濟(jì)體，中國(guó)于2017年7月份，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，該規(guī)劃提出了2020、2025、2030年“三步走”目標(biāo)，指出到2030年，中國(guó)AI理論、技術(shù)與應(yīng)用總體上要達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

在《規(guī)劃》提出的六大重點(diǎn)任務(wù)中，特別提出要在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展高效的智能服務(wù)，圍繞醫(yī)療等方面的迫切民生需求，加快AI創(chuàng)新應(yīng)用，使精準(zhǔn)化智能服務(wù)更加豐富多樣、社會(huì)智能化治理水平大幅提升。醫(yī)療作為其中一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域受到了極高的重視，在省級(jí)層面，截止2018年12月末，全國(guó)31個(gè)省市中，已有19個(gè)省市發(fā)布了AI規(guī)劃，計(jì)劃2020年核心產(chǎn)業(yè)規(guī)?？傤~達(dá)到近4000億元。

02

國(guó)內(nèi)人工智能醫(yī)療發(fā)展史

AI從誕生的那一刻起，就跟醫(yī)療發(fā)生了緊密的聯(lián)系。隨著大數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)和信息科技的發(fā)展，AI被廣泛試點(diǎn)應(yīng)用于智慧醫(yī)療，智慧教育等領(lǐng)域，近幾年全球各地紛紛提出“大健康”策略，醫(yī)療大數(shù)據(jù)等概念，將民生健康置于戰(zhàn)略性地位，也促進(jìn)了AI在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展。20世紀(jì)80年代初，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行AI醫(yī)療領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)研究，雖然起步落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，但是發(fā)展最為迅猛。

1978年，北京中醫(yī)醫(yī)院關(guān)幼波教授與計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的專家合作開(kāi)發(fā)了“關(guān)幼波肝病診療程序”，第一次將醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)應(yīng)用到我國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)領(lǐng)域。此后我國(guó)加快了AI醫(yī)療產(chǎn)品的研發(fā),具有代表性的產(chǎn)品有“中國(guó)中醫(yī)治療專家系統(tǒng)”“林如高骨傷計(jì)算機(jī)診療系統(tǒng)”以及具有咨詢和輔助診斷性質(zhì)的“中醫(yī)計(jì)算機(jī)輔助診療系統(tǒng)”等。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)AI在醫(yī)療的更多細(xì)分領(lǐng)域都取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，2016年10月,百度發(fā)布《百度醫(yī)療大腦》，對(duì)標(biāo)谷歌和IBM的同類產(chǎn)品。百度醫(yī)療大腦在醫(yī)療領(lǐng)域的具體應(yīng)用，它大量采集與分析醫(yī)學(xué)專業(yè)文獻(xiàn)和醫(yī)療數(shù)據(jù)，通過(guò)模擬問(wèn)診流程，基于用戶癥狀，給出診療的最終建議。

2017年7月，阿里健康發(fā)布醫(yī)療AI系統(tǒng)“Doctor You"，包括臨床醫(yī)學(xué)科研診斷平臺(tái)、醫(yī)療輔助檢測(cè)引擎等。此外阿里健康還與政府、醫(yī)院、科研院校等外部機(jī)構(gòu)合作，開(kāi)發(fā)了20種常見(jiàn)、多發(fā)疾病的智能診斷引擎，包括糖尿并肺癌預(yù)測(cè)、眼底篩查等。

2017年11月,騰訊自建的首款A(yù)I醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品“騰訊覓影”入選國(guó)家首批人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)。通過(guò)圖像識(shí)別和深度學(xué)習(xí),“騰訊覓影”對(duì)各類醫(yī)學(xué)影像(內(nèi)窺鏡、CT、眼底照相、病理、超聲、MRI等)進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí),最終達(dá)到對(duì)病灶的智能識(shí)別, 用于輔助醫(yī)生臨床診斷和食管癌、肺癌、糖網(wǎng)病變等疾病的早期篩查。

2018年7月，南京美橋科技發(fā)布了AI陪診，通過(guò)虛擬真人直接語(yǔ)音對(duì)話服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)就醫(yī)全流程智能服務(wù)，無(wú)論是分診導(dǎo)診，還是路徑規(guī)劃，或是用藥指導(dǎo)，又或是滿意度調(diào)查等等，實(shí)時(shí)與虛擬醫(yī)生預(yù)診，真人與虛擬真人實(shí)時(shí)結(jié)合，無(wú)所不答的平行世界式人工智能服務(wù)，可以應(yīng)用在任何領(lǐng)域。

2018年9月，阿里健康和阿里云聯(lián)合宣布，阿里醫(yī)療AI系統(tǒng)“ET醫(yī)療大腦”2.0版本問(wèn)世。

2018年11月,百度發(fā)布AI醫(yī)療品牌“百度靈醫(yī)”,目前已有“智能分導(dǎo)診”“AI眼底篩查一體機(jī)”、“臨床輔助決策支持系統(tǒng)”三個(gè)產(chǎn)品問(wèn)世。

2018年11月,騰訊牽頭承擔(dān)的“數(shù)字診療裝備研發(fā)專項(xiàng)”啟動(dòng),該項(xiàng)目作為國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首批啟動(dòng)的6個(gè)試點(diǎn)專項(xiàng)之一,基于“AI+CDSS”(人工智能的臨床輔助決策支持技術(shù))探索和助力醫(yī)療服務(wù)升級(jí)。

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人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的五大應(yīng)用現(xiàn)狀

AI與醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的結(jié)合點(diǎn)非常多，通過(guò)AI在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)分析，目前主要應(yīng)用于五大領(lǐng)域，分別為：醫(yī)學(xué)影像，輔助診斷，藥物研發(fā)，健康管理，疾病預(yù)測(cè)。

01

在醫(yī)學(xué)影像方面

借助醫(yī)療影像大數(shù)據(jù)及圖像識(shí)別技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，醫(yī)學(xué)影像成為中國(guó)人工智能與醫(yī)療結(jié)合最成熟的一個(gè)領(lǐng)域，無(wú)論從融資情況（2018年，前三季度融資額高達(dá)26億元），還是2018年預(yù)計(jì)收入前十強(qiáng)情況，AI醫(yī)學(xué)影像行業(yè)均表現(xiàn)亮眼，并且在肺結(jié)核，眼底，乳腺癌，宮頸癌領(lǐng)域已經(jīng)有成熟的產(chǎn)品，但由于該領(lǐng)域至今無(wú)一例醫(yī)療AI產(chǎn)品獲得三類醫(yī)療器械證書。因而我國(guó)基本成型的AI醫(yī)學(xué)影像產(chǎn)品大多處于醫(yī)院試用階段，該領(lǐng)域的公司基本沒(méi)有實(shí)現(xiàn)盈利。

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在輔助診斷方面

醫(yī)學(xué)影像，電子病歷，導(dǎo)診機(jī)器人，虛擬助理是主要的應(yīng)用場(chǎng)景。并且產(chǎn)品多為軟硬件一體化全套解決方案，目前產(chǎn)品仍處于打磨階段，未來(lái)可能傾向服務(wù)收費(fèi)的模式。

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在藥物研發(fā)方面

國(guó)內(nèi)新藥研發(fā)仍以仿制藥和改良藥為主，因此相比國(guó)外A1藥物研發(fā)行業(yè)，國(guó)內(nèi)布局較為落后，但商業(yè)模式清晰，主要為AI公司與藥企合作開(kāi)發(fā)新藥。

04

在健康管理方面

國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域尚未成熟，主要聚焦于慢病管理和母嬰管理，商業(yè)模式以企業(yè)和個(gè)人支付的健康體檢為主，后續(xù)付費(fèi)模式有待成熟。

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在疾病預(yù)測(cè)方面

我國(guó)主要聚焦于基因檢測(cè)領(lǐng)域，由于存在技術(shù)壁壘，該領(lǐng)域上游基本被國(guó)外公司壟斷，下游主要為醫(yī)院投放模式和第三方檢測(cè)模式。

04

人工智能在國(guó)內(nèi)醫(yī)療的挑戰(zhàn)與建議

根據(jù)以上五大主要應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，及國(guó)內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)研究，目前我國(guó)AI在醫(yī)療領(lǐng)域所面臨的五大挑戰(zhàn)：

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在AI人才方面

美國(guó)AI人才數(shù)量接近85萬(wàn)，中國(guó)只有5萬(wàn)。不僅人數(shù)相對(duì)較少，而且AI人才成本高昂。建議：著力培育AI醫(yī)療復(fù)合型人才。加強(qiáng)醫(yī)務(wù)人員對(duì)醫(yī)療AI產(chǎn)品的培訓(xùn)。支持AI與醫(yī)療跨界活動(dòng)交流。完善AI人才保障制度。

02

在健康醫(yī)療數(shù)據(jù)方面

目前中國(guó)面臨健康醫(yī)療數(shù)據(jù)歸屬不明確，數(shù)據(jù)安全要求高，數(shù)據(jù)開(kāi)放受限制，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)理論存爭(zhēng)議，數(shù)據(jù)成本代價(jià)高等問(wèn)題，這些都是制約人工智能在醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的重要因素。建議：建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，書同文，車同軌。促進(jìn)數(shù)據(jù)共享流通。強(qiáng)化數(shù)據(jù)安全建設(shè)。推動(dòng)院間互聯(lián)，AI與醫(yī)療多聯(lián)。

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在AI醫(yī)療器械審批方面

由于產(chǎn)品未通過(guò)審批就無(wú)法上市盈利。因此產(chǎn)品審批難以通過(guò)，成為產(chǎn)品發(fā)展的重要掣肘，針對(duì)此種情況，國(guó)家相關(guān)監(jiān)管部門積極應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求，組建AI器械審批小組建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，加速審批流程。建議：加強(qiáng)監(jiān)管部門學(xué)習(xí)與時(shí)進(jìn)步，鼓勵(lì)中立第三方建立標(biāo)準(zhǔn)，組合多種技術(shù)力量助力政府對(duì)AI醫(yī)療器械的審批支持。

04

在AI理論方面

現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)AI能診斷系統(tǒng)難以解釋診斷過(guò)程。因此仍存在“黑盒”風(fēng)險(xiǎn)。建議：鼓勵(lì)與大力支持AI的研發(fā)與創(chuàng)新，建立完善的AI 知識(shí)產(chǎn)權(quán)的利用與保護(hù)，由感知向認(rèn)知擴(kuò)研。

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在行業(yè)應(yīng)用方面

人工智能不僅能減少醫(yī)生的工作量，還能提高醫(yī)生診斷的準(zhǔn)確率，但是對(duì)于醫(yī)療機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，這并不是剛需，加上付費(fèi)方不清晰，目前沒(méi)有明確買單方究竟是醫(yī)院、患者、藥企、保險(xiǎn)公司還是政府，就是未來(lái)需要多方探討的問(wèn)題。建議：鼓勵(lì)醫(yī)療AI產(chǎn)品與服務(wù)納入財(cái)政收費(fèi)體系，探索部分收費(fèi)模式試點(diǎn)。鼓勵(lì)研、企、醫(yī)三方多合作，多研聯(lián)，使產(chǎn)品更快，更好，更安全的切入臨床需求。