2020年注定是不平凡的一年，新型冠狀病毒的爆發(fā)讓世界各國陷入危機，然而人類(lèi)之所以偉大，正是因為面對危難，我們會(huì )迎難而上，在這個(gè)過(guò)程中往往可以催生最偉大的創(chuàng )新和科技技術(shù)。

       面對疫情肆虐，醫療機構已經(jīng)不堪重負，人工智能技術(shù)在其中正在發(fā)揮關(guān)鍵作用。國內，我們有推想科技、依圖醫療、點(diǎn)內科技、曠視科技等公司帶來(lái)的醫療影像輔助診斷、智能機器人、AI面部識別口罩佩戴等。隨著(zhù)中國疫情逐漸緩解，國外疫情迎來(lái)了爆發(fā)。而本文動(dòng)脈網(wǎng)將盤(pán)點(diǎn)國外的大企業(yè)和初創(chuàng )企業(yè)，如何利用人工智能和大數據等技術(shù)手段積極對抗COVID-19。
 

       科技巨頭身先士卒

       谷歌和Facebook正在積極收集并利用與用戶(hù)位置相關(guān)等數據集，以幫助疾控人員和研究機構預測和跟蹤病毒的傳播。使用的技術(shù)是將用戶(hù)使用各種手機應用程序的位置數據進(jìn)行匯總，然后將這些數據提取到不同的地圖進(jìn)行測量和計算。

       谷歌

       谷歌會(huì )定期發(fā)布不同社區的流動(dòng)性報告，該報告會(huì )從實(shí)時(shí)的信息中提取位置數據，以查看美國各州居民待在家里之后，社區發(fā)生了什么變化。例如，在紐約，該報告稱(chēng)各種零售和娛樂(lè )活動(dòng)減少了62％，人們在工作場(chǎng)所花費的時(shí)間減少了46％，而呆在家里的時(shí)間增加了16％。

       雖然匯總位置信息數據并不是什么新鮮事物，例如，谷歌之前已使用它來(lái)查看不同餐廳何時(shí)開(kāi)始忙碌，但使用其數據用于跟蹤流行病卻是頭一遭。有不少人認為，這可能會(huì )引發(fā)有關(guān)公共衛生與個(gè)人隱私之間的權衡問(wèn)題。

       谷歌通過(guò)人工智能來(lái)處理數據的一種方法是，當用戶(hù)在手機端中打開(kāi)了定位服務(wù)后，谷歌會(huì )自動(dòng)提取該服務(wù)的數據。但是谷歌會(huì )自動(dòng)添加數據噪音將匯總的數據匿名化，使得其他人如果拿到相關(guān)數據之后無(wú)法識別任何的個(gè)人化信息，這一點(diǎn)在一定程度上保證了公民數據的私密性和安全性。

       Facebook

       同時(shí)，Facebook 也推出了另外一套智能工具。通過(guò)匯總不同用戶(hù)位置數據，進(jìn)行繪制蹤跡模式，以可視化一些人們頻繁出行的路線(xiàn)，以智能預測未來(lái)可能出現疫情爆發(fā)的地點(diǎn)。同時(shí)，它還會(huì )定期發(fā)布有關(guān)疫情活動(dòng)范圍趨勢的信息，以了解人們是否真的呆在家里，以及他們的社交活動(dòng)。這樣可以了解到受災最嚴重的地區跟其他哪些地區有聯(lián)系，并在全美尋求相應支持。

       除此之外，Facebook 還會(huì )提示用戶(hù)參加卡耐基梅隆大學(xué)德?tīng)柗蒲芯恐行牡淖栽干眢w狀況問(wèn)卷調查，以幫助研究人員及早發(fā)現COVID-19的潛在熱點(diǎn)地區。

       Facebook的地圖會(huì )匯總用戶(hù)的位置數據，以繪制出用戶(hù)頻繁旅行的地區，可以根據地圖信息進(jìn)行疾病傳染模型，進(jìn)一步確定COVID-19的傳播方式。
 

       計算機藥物篩選

       IBM

       目前，沒(méi)有針對這種新型冠狀病毒的**或特效藥。2003年，科學(xué)家試圖開(kāi)發(fā)一種預防SARS的**，但這種流行病在**可以進(jìn)入臨床試驗之前就已經(jīng)結束了。

       在開(kāi)發(fā)新冠藥物和**的努力中，美國能源部希望使用一臺超級計算機來(lái)幫助發(fā)現可能對抗這種病毒的化合物?？萍季揞^IBM和美國能源部橡樹(shù)嶺國家實(shí)驗室（Oak Ridge National Laboratory）之前表示，他們已使用IBM的Summit超級計算機篩選了8000多種化合物，并鑒定出77種小分子藥物。

       這些藥物有可能成為COVID-19的潛在療法。研究人員使用Summit進(jìn)行了數天的模擬，模擬了哪些化合物可能會(huì )影響病毒S蛋白感染細胞的過(guò)程。這項研究的結果發(fā)表在《 ChemRxiv》雜志上。

       這項研究是使用計算機人工智能技術(shù)篩選潛在化合物對抗各種疾病的一項努力。結果并不意味著(zhù)已經(jīng)找到了治療新型冠狀病毒的方法。不過(guò)，計算結果將為實(shí)驗人員用來(lái)進(jìn)一步研究這些化合物提供一個(gè)框架。

       Cyclica

       Cyclica是一家總部在多倫多的全球生物技術(shù)公司，該公司通過(guò)人工智能、計算生物物理學(xué)、生物分子數據來(lái)重塑藥物的發(fā)現過(guò)程，縮短臨床前制藥周期；并且通過(guò)多元藥理學(xué)、多靶向藥物特性幫助制藥公司評估藥物安全性和有效性同時(shí)與全球范圍內的實(shí)驗室和制藥公司共同研發(fā)新藥。

       Cyclica 通過(guò)早期投資機構之一中關(guān)村大河資本與 CCAA 的介紹，已經(jīng)與中國醫學(xué)科學(xué)院藥物研究所達成合作，基于 Cyclica 自主研發(fā)的蛋白質(zhì)組篩選引擎 MatchMaker , 從 FDA 已批準臨床安全的藥物中評估出多種治療新型冠狀病毒肺炎的潛在藥物。

       Cyclica 已把相關(guān)成果共享給中國醫學(xué)科學(xué)院藥物研究所進(jìn)行測試，雙方將長(cháng)期合作設計多靶點(diǎn)抗病毒化合物，降低耐藥性等其他副作用。

       Parallel Profile

       Parallel Profile與Cloud Pharmaceuticals、** Data Science、Vanderbilt、Nashville BioSciences等公司合作，通過(guò)文獻挖掘和EMR數據庫，尋找增強COVID-19患者免疫力的藥物。他們的研究旨在發(fā)現有助于增強免疫系統、增加線(xiàn)粒體中ATP、減輕下肺部炎癥、減慢病毒復制途徑并增加肺部氣體交換的藥物。通過(guò)使用人工智能技術(shù)，Parallel Profile會(huì )根據感染的患者EMR和基因組數據不斷進(jìn)行數據更新。

       CEO Cather表示， Parallel Profile可以提供快速的藥物基因組學(xué)分析，以確保每位患者都能對他們的最佳藥物組合產(chǎn)生反應。同時(shí)，他認為一個(gè)月內就可能會(huì )得到結果。
 

       醫療機構打破傳統

       ElectrifAi

       位于紐約的Catholic Health Services of Long Island（以下稱(chēng)為長(cháng)島天主教衛生服務(wù)機構）目標是部署由ElectrifAi公司生產(chǎn)的未經(jīng)測試的人工智能產(chǎn)品，以減輕急診病房處理病患的壓力。通過(guò)ElectrifAi的AI工具，長(cháng)島天主教衛生服務(wù)機構旗下的所有六家醫院的急診醫師希望可以依據AI的定量判斷依據，來(lái)決定是否應該將表現出COVID-19相關(guān)癥狀但尚未被正式診斷的患者接收入院。因為這些患者可能會(huì )面臨病情很快惡化，或者很快就痊愈然后安全回家，AI工具可以幫助醫生判斷。

       在2019年7月之前，ElectrifAi的名稱(chēng)為Opera Solutions，它以咨詢(xún)公司的身份提供分析服務(wù)。它在印度和中國設有辦事處。自去年7月以來(lái)，該公司已更名為ElectrifAi，旨在成為AI產(chǎn)品公司。除醫療保健外，該公司還與其他八個(gè)行業(yè)/實(shí)體合作，包括政府，旅游和金融服務(wù)。

       當然，一些專(zhuān)家對這項應用仍然處于審慎態(tài)度，因為即使如今處于緊急情況下也不要輕易急于將一些理論應用于臨床實(shí)踐中去。

       天主教衛生服務(wù)部神經(jīng)放射學(xué)服務(wù)線(xiàn)主任克雷格·謝爾曼（Craig Sherman）博士說(shuō)，之所以需要這種功能，主要是因為光是等待檢測結果就可能需要幾天的時(shí)間。因此，當病人來(lái)急診室就診時(shí)，醫生必須迅速允許他們入院或送他們回家之間作出決定，并附上相關(guān)醫療指示，以防止病人的癥狀?lèi)夯?/p>

       因此，克雷格·謝爾曼博士希望，借助ElectrifAi的 人工智能影像技術(shù)和臨床參數，醫生將能夠更快地做出更明智的醫療決定。

       在全球范圍內，有超過(guò)二百萬(wàn)個(gè)COVID-19的病例。盡管暫時(shí)還沒(méi)有長(cháng)期可用的數據，但針對數千個(gè)影像數據訓練出來(lái)的人工智能算法已經(jīng)足夠強大。更重要的是，ElectrifAi公司首席執行官愛(ài)德華·斯科特（Edward Scott）在電話(huà)采訪(fǎng)中表示，他們AI模型的底層算法卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )不需要數千個(gè)影像數據，而僅僅只需要150到200個(gè)X射線(xiàn)的影像。因為他們在圖像的特征分割和特征提取以及特征向量分析方面異常出色。

       任何診斷測試都具有假陰性和假陽(yáng)性。所以，長(cháng)島天主教衛生服務(wù)機構采用的措施是，如果可以讓一個(gè)病人留在醫院以進(jìn)行觀(guān)察，并能夠將其相關(guān)癥狀扼殺在萌芽中，從而使他們免于回家惡化或者傳染其他人。
 

       聊天機器人也可以問(wèn)診

       Syllable

       位于美國加州的聊天機器人和語(yǔ)音機器人Syllable公司，認為他們目前處在一個(gè)挑戰和機遇并存的時(shí)機。目前，已經(jīng)有紐約長(cháng)老會(huì )、休斯頓衛生處和Northwell公司向Syllable詢(xún)問(wèn)，是否可以創(chuàng )建一個(gè)聊天機器人和電話(huà)機器人來(lái)處理公眾在三月以來(lái)提出的關(guān)于COVID-19的查詢(xún)。Syllable首席醫學(xué)官Adam Silverman最近一次采訪(fǎng)中說(shuō)，美國衛生系統正隨著(zhù)感染人數慢慢增多變得不堪重負。

       最近，Syllable已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種可以輕松在各種衛生系統網(wǎng)站上部署的工具，而且他們決定免費向這些客戶(hù)以及其他健康系統提供此服務(wù)。但是工具開(kāi)放給公眾之后，Syllable發(fā)現工具的能力還遠遠不夠。

       3月19日，如果您訪(fǎng)問(wèn)了由Syllable聊天機器人提供支持的醫療系統，該工具主要是提供指向美國CDC的鏈接。如果發(fā)現有人在請在“您發(fā)燒，咳嗽和呼吸急促嗎？”這個(gè)問(wèn)題上答“是”，聊天機器人只會(huì )發(fā)送一系列定制化的回復。

       相比之下，基于Syllable的工具進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的Providence St. Joseph Health的冠狀病毒評估聊天機器人收集了更多有效信息，聊天機器人可以通過(guò)是否曾出國旅行為依據提供不同的回復和數據收集，以便有針對性地回應用戶(hù)的潛在問(wèn)題。以下是部分問(wèn)題范例：

       我住在加利福尼亞

       我沒(méi)有經(jīng)過(guò)COVID-19的測試，

       我沒(méi)有去過(guò)亞洲或歐洲國家，

       我從來(lái)沒(méi)有和任何去過(guò)這些國家的人接觸過(guò)

       我曾接觸過(guò)COVID-19病人，

       任何公職人員都沒(méi)有告知我可能接觸過(guò)新型冠狀病毒

       我有COVID-19相關(guān)癥狀

       四月初，Syllable已經(jīng)調整了相關(guān)的查詢(xún)條件，并于啟動(dòng)了該工具的新版本。目前聊天機器人還會(huì )收集：是否超過(guò)60歲，是否患有潛在的慢性病以及最近是否有過(guò)呼吸困難。同時(shí)拿到相關(guān)信息后，系統會(huì )提供更詳細和明確的響應。例如紐約長(cháng)老會(huì )醫院會(huì )及時(shí)響應相關(guān)用戶(hù)的詢(xún)問(wèn)，然后對其進(jìn)行后續追蹤和治療。例如以下針對不同群體的定制化回復：

•        過(guò)分憂(yōu)慮的群體：可以通過(guò)基本的Web聊天機器人增強此人群的心態(tài)，通過(guò)幫助這些人了解最重要的問(wèn)題，可以使用戶(hù)鎮定下來(lái)。一個(gè)更強大的聊天機器人可以結合導航器功能，將患者定向到自定義的端點(diǎn)，例如緊急響應中心，針對高危人群或有癥狀人群的特定呼叫中心或遠程醫療機構。
•        有癥狀的患者：必須授權低敏患者在家中滿(mǎn)足其需求。這些人員需要支持例行檢測和回答，以確保系統可以檢測病情狀況的迅速變化。虛擬健康檢查適應年齡較小，醫療健康知識較少的人群以及處于醫療資源較少的環(huán)境中的人群。
•        風(fēng)險患者：對于此人群，應按計劃（通常是每天，有時(shí)是每天幾次）對正在進(jìn)行的健康檢查進(jìn)行推送。通過(guò)聊天機器人、語(yǔ)音機器人、短信服務(wù)、移動(dòng)設備、智能揚聲器、模擬電話(huà)等對患者提供教育、防范技巧和針對特定人群的預防方案。

       Providence

       非營(yíng)利性天主教慈善機構Providence與Microsoft合作創(chuàng )建了一個(gè)聊天機器人，人們可以使用該聊天機器人來(lái)了解有關(guān)該疾病的更多信息或檢查癥狀以及醫生是否需要對其進(jìn)行檢查。該工具相當復雜，使人們能夠安排與臨床醫生進(jìn)行在線(xiàn)遠程醫療訪(fǎng)問(wèn)。

       Providence St. Joseph的首席臨床官Amy Compton Philips博士在幾周前舉行的網(wǎng)絡(luò )研討會(huì )上說(shuō)，該聊天機器人啟用的第一天就有5000人參與測試。

       隨著(zhù)診斷出的COVID-19病例數量的增加，聊天機器人和其他技術(shù)可以支持更多的咨詢(xún)數量。為了保持盡可能的敏捷性，考慮使用具有靈活性和可擴展性的聊天機器人、智能音箱應用程序或其他方式，當然我們要注意確保這些解決方案必須滿(mǎn)足醫療保健隱私和安全要求。這樣才可以真正減輕現在精疲力盡的醫護人員的負擔，對話(huà)式人工智能技術(shù)將有助于擴大應對這種大流行病的醫療系統的容量。
 

       遠程醫療不再遙遠

       Rx.Health

       “許多系統的首次訪(fǎng)問(wèn)都是通過(guò)遠程醫療來(lái)分類(lèi)，而不是實(shí)地看醫生。” Rx.Health聯(lián)合創(chuàng )始人兼Mt.Mat醫藥首席創(chuàng )新官Ashish Atreja說(shuō)，這次疫情可能成為數字健康領(lǐng)域的關(guān)鍵時(shí)刻，因為遠程醫療的使用率一直在不斷增長(cháng)。

       Rx.Health將分診軟件、遠程監控平臺和其他數字健康解決方案結合在一起，以便患者信息可以在它們之間自由流動(dòng)。其COVID-19工具包包括可發(fā)送給患者的電子指南，與預約就診提醒相關(guān)聯(lián)的數字分類(lèi)信息、遠程醫療平臺，以及對被隔離患者進(jìn)行數字化監視的工具，這些都有助于識別處于高風(fēng)險或者可能暴露于病毒的患者。同時(shí)它還包括化驗檢查清單和體檢測驗報告樣本，以幫助在一線(xiàn)的衛生工作者做好準備。

       Atreja認為Rx.Health將數字分類(lèi)系統與就診提醒功能集成在一起，以便衛生系統可以確定患者是否具有暴露于病毒下的風(fēng)險，同時(shí)也有助于確保一些“過(guò)度擔心的人”會(huì )選擇待在家里。

       其他初創(chuàng )公司也相繼與Rx.Health合作推出了更多的醫療工具包，包括Redox，這同樣是一家初創(chuàng )公司，Redox可以讓EHR和衛生系統之間共享患者記錄；Suki，可以作為醫生的語(yǔ)音助手來(lái)回答在線(xiàn)就診平臺上患者的問(wèn)題；Curai Health，可以幫助醫生從患者及其檢測圖表中收集相關(guān)信息以進(jìn)行診斷的智能平臺。

       以上是國外一些AI技術(shù)在疫情下的利用場(chǎng)景，我們不難看出，疫情加速了AI和人們醫療生活的融合。因為 AI能夠提高醫療效率，同時(shí)在某些場(chǎng)景下替代人工，降低感染風(fēng)險。就算疫情結束以后，我們有理由相信，一些優(yōu)質(zhì)的AI技術(shù)會(huì )得到保留，但也有些企業(yè)在擔心疫情結束之后，研發(fā)的產(chǎn)品是否還能繼續有用武之地。