自2016年谷歌的AlphaGo擊敗圍棋世界冠軍李世石起,人工智能的熱度就一直居高不下。人工智能絕不僅僅只會(huì )下棋,其已經(jīng)逐漸滲透到了我們生活的各個(gè)方面。而作為群眾呼聲、行業(yè)寄予厚望和相對成熟的領(lǐng)域——醫療人工智能,被認為最有應用前景。
一、國家人工智能相關(guān)政策
2015年起,國家陸續出臺了推動(dòng)醫療人工智能領(lǐng)域發(fā)展的一系列政策,對于人工智能在醫療領(lǐng)域的應用和開(kāi)展起到了指導性作用。人工智能在醫療方面的應用主要分為以下幾個(gè)方向:臨床診療決策支持系統、智能醫學(xué)影像識別、病理分型和多學(xué)科會(huì )診、智能語(yǔ)音電子病歷系統等。
2017年4月,國家衛計委發(fā)布《國務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)醫療聯(lián)合體建設和發(fā)展的指導意見(jiàn)》,結合十三五規劃全面推行分級診療制度的相關(guān)文件**,指出:運用人工智能技術(shù)打造臨床決策支持系統,將標準化治療下沉至基層,是解決目前醫療資源不足和配置不合理、解決人民群眾看病難問(wèn)題的有效途徑之一,也符合健康中國的美好愿景。以下我們就人工智能臨床決策輔助系統的應用現狀和未來(lái)發(fā)展趨勢展開(kāi)深入討論。
二、國內人工智能CDSS的應用現狀
臨床決策支持系統(Clinical Decision Support System, CDSS)是一個(gè)基于人機交互的醫療信息技術(shù)應用系統,旨在為醫生和其他衛生從業(yè)人員提供臨床決策支持(CDS),通過(guò)數據、模型等輔助完成臨床決策。
CDSS起源于美國,2018年預估的市場(chǎng)規模近5億美元,CDSS的應用可降低因用藥不當或操作不當造成的醫療事故的概率,減少對患者不必要的傷害。CDSS是提升醫療質(zhì)量的重要手段,其根本目的是為了評估和提高醫療質(zhì)量,減少醫療差錯,從而控制醫療費用的支出。
圖1:臨床決策支持系統工作邏輯及路徑
CDSS按系統結構可分為兩類(lèi):基于知識庫的CDSS和基于非知識庫的CDSS。
基于知識庫的CDSS一般包括三個(gè)組成部分:知識庫、推理機和人機交流接口。知識庫存儲著(zhù)大量的編譯信息,推理機根據知識庫里的規則對資料進(jìn)行自動(dòng)整合、分析,人機交流接口則是將分析結果反饋給使用者,同時(shí)也可以作為系統輸入,主要作用是滿(mǎn)足用戶(hù)的查詢(xún)需求。這一類(lèi)型的CDSS由于較封閉且缺乏機器深度學(xué)習功能,所有信息的采集、編譯、整理及規則均需人工完成,維護成本高昂,且存在信息更新時(shí)效性不強的問(wèn)題。
基于非知識庫的CDSS一般采用人工智能的形式,其依賴(lài)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )具有機器學(xué)習能力,可以在人機交互、不斷訓練的過(guò)程中總結和明確知識,并利用知識為用戶(hù)提供建議。隨著(zhù)醫療行業(yè)科技化、信息化程度的逐步提高,利用電子病歷系統-CDSS-互聯(lián)網(wǎng)數據庫的對接,可在瞬間查閱上萬(wàn)文獻資料。通過(guò)高效的學(xué)習能力提供精準的決策建議,這種類(lèi)型的CDSS勢必成為將來(lái)的發(fā)展趨勢。智能決策系統的研發(fā),可幫助臨床醫生緊跟醫學(xué)進(jìn)展,掌握循證醫學(xué)[注1] 證據,更加充分自如地應對臨床問(wèn)題。
就目前國內機構和臨床醫生的應用來(lái)看,基于知識庫的CDSS還是主流,但隨著(zhù)人工智能等相關(guān)計算機技術(shù)的發(fā)展,訓練機器讓機器代替人進(jìn)行重復勞動(dòng),基于非知識庫的CDSS更是未來(lái)發(fā)展的趨勢。國內的醫療科技企業(yè)也將重點(diǎn)放在了基于非知識庫的CDSS上。但是由于基于非知識庫的CDSS需要進(jìn)行不斷的訓練,這個(gè)過(guò)程以目前的技術(shù)手段來(lái)看還是相當耗費人力和時(shí)間,往往訓練一個(gè)病種就需要幾年時(shí)間,目前市面上的產(chǎn)品也未進(jìn)入成熟應用的階段,仍有一定的局限性:
雖經(jīng)過(guò)了幾年的發(fā)展、學(xué)習和訓練,目前支持的病種仍有限,且對單一病種的支持范圍也有限,對復雜病情或病種的支持度也欠佳;
訓練方式及訓練邏輯對決策結果的影響較大,醫學(xué)尤其是腫瘤學(xué)是非常復雜的學(xué)科,很多問(wèn)題的處理方式在當今的學(xué)術(shù)界仍存在著(zhù)爭議,造成了腫瘤醫生對一些決策結果不理解或不認可的情況;
各個(gè)國家和地區由于政策、醫保覆蓋、治療費用等不同,藥物的使用和推薦順序也存在著(zhù)差異,如只套用一個(gè)國家的現行標準將難以滿(mǎn)足全世界范圍內的應用需求。
三、國內人工智能CDSS的發(fā)展趨勢
CDSS現存的難點(diǎn)和未來(lái)的發(fā)展方向需從三個(gè)維度進(jìn)行拓展。
技術(shù)維度。加強人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的構建,提高其學(xué)習、檢索、計算、分析等能力,從訓練依賴(lài)型轉變成自主學(xué)習型,將更能代表人工智能而非訓練方的意見(jiàn)。
醫學(xué)維度。進(jìn)一步拓寬產(chǎn)品的覆蓋面、加深產(chǎn)品的應用范圍并且擴大數據庫的搜索范圍,同時(shí)進(jìn)行更有針對性的醫學(xué)邏輯思維訓練、條件權重分析訓練,讓人工智能能真正看懂病歷、讀懂醫學(xué)文獻,而非僅靠簡(jiǎn)單的條件判斷得出結果。
產(chǎn)品維度。更多地考慮產(chǎn)品的應用范圍和應用場(chǎng)景,從使用者的角度提高用戶(hù)體驗,將用戶(hù)真正的需求和痛點(diǎn)整合至產(chǎn)品內。
圖2:CDSS可擴展功能
在結合了大數據的基礎上,未來(lái)CDSS的功能可拓展至更廣闊的空間,如醫院/科室管理、科研協(xié)作平臺搭建、結構化病歷系統、患者交互及患者教育、醫生繼續教育、藥物警戒、醫療控費等方向。在突破技術(shù)壁壘的基礎上,進(jìn)一步貼合臨床實(shí)際應用場(chǎng)景,自上而下地推廣標準化治療,提高醫療服務(wù)質(zhì)量及效率,促進(jìn)醫療行業(yè)生態(tài)系統的健康發(fā)展。
中國作為全球第二大的醫療市場(chǎng),CDSS的市場(chǎng)潛力巨大,相信在政府的大力扶持和科技行業(yè)的不斷創(chuàng )新下,真正的醫療人工智能將不再只是科幻電影中的情節,而是短期內可以預見(jiàn)的未來(lái)。期待CDSS真正進(jìn)入醫院輔助醫生,節約醫生勞動(dòng)力,為患者帶來(lái)更好的就診體驗,真正符合“小病不出鄉、大病不出縣、看病很方便”,實(shí)現真正的分級診療。
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