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“阿尔法围棋”与智能医疗

2020-10-09 来源:好走旅游网
聚焦 人工智能能够自我学习,学习 ‘‘ 阿尔法围棋’’与智能医疗 贮存的数据会越来越多,将会 在更多的方面成为人的助手或 替代人的工作。例如,除了替 ■杨 欣 能力会越来越强,而且搜集和 代一些体力劳动以及低级岗位 外,会学习的人工智能还会接 手一些需要创造性、技术性和 复杂运算的工作。此外,在各 个领域的新产品的研发、预测 分析、推广等方面,人工智能 也能产生巨大的作用,创造不 可估量的效益。 设计“阿尔法围棋”的深 度思想公司(Deep Mind)的 CEO杰米斯·哈萨比斯提出了 人工智能的通用性,即通用人 工智能,这种智能与人类专家 协作可以解决和处理更多需要 智慧才能解决的问题,如诊治 疾病,处理气候变化、能源、 韩国九段棋手李世石与“阿尔法围棋”对弈 基因组学、宏观经济学、金融 2016年3月15日,韩国围 能战胜人和主宰人类社会的时 代已经开启。 系统、物理等方面的几乎所有 问题。哈萨比斯称,人类想要 棋九段棋手李世石与谷歌人 工智能软件“阿尔法围棋” (AlphaGo)在韩国首尔进行第 五局对弈,经过5个小时的博 弈,最终李世 了本场比赛, 围棋人机大战的总比分为1:4。 然而,即便“阿尔法围 棋”最终以5:0的大比分大胜 李世石,也不意味着人工智能 主宰世界和人类被奴役时代的 到来,理由也并非只是“阿尔 法围棋”是人类设计出来的, 而是因为,“阿尔法围棋”其实 掌握的学科越来越复杂,即使 是最聪明的人,穷其一生也难 以掌握其中一个领域。如果将 “阿尔法围棋”看成一个能够自 动将非结构化信息转化为可用 知识的过程,那么通过筛选泛 滥的数据得出合理的观点就指 在与“阿尔法围棋”前三局的 对弈中,李世石以0:3连续失 利。3月13日双方进行的第四 局比赛中,李世石实现惊天逆 转,挽回人类棋手颜面,将总 比分改写为1:3。 开启了人类利用人工智能的新 时代,准确地说,是拓宽了让 人工智能为人类干活的新天 日可待。研究人员正在努力研 究的是一种可以解决任何问题 的人工智能超级解决方案。 地,并有可能深入而广泛地让 人类文明迅速发展。 具体而言,如果“阿尔法 围棋”的自我学习能力、大数 据存储和分析功能应用到医药 领域,将诞生一种新的医疗和 医药模式,即智能医疗(有人 称智慧医疗,但由于智慧似乎 为人类所特有,以人工智能为 智能医疗的兴起 人机大战1:4的比分让相 当多的人感到失望和悲观,还 “阿尔法围棋”是靠深度学 习、蒙特卡洛树搜索算法和自 我进化三招战胜人类棋手的, 这三大功能也是人类驾驭人工 有人感到了恐惧,认为人工智 智能为人类服务的途径。由于 1 2l酉抖 迟Q2 垒§ 聚焦 基础的新型医疗称智能医疗更 好)。 序——深度思想健康(Deep 障。如何监控和预测药物的副 作用或不良反应就成为研发一 Mind Health)。这是一款手机应 用程序(APe),包括“。 U风险 智能医疗是指通过打造健 康档案区域医疗信息平台,利 用最先进的计算机和互联网技 种新芗专或老药新用的重要保证。 对于传统的药物研发来 说,一种药物必须经过动物试 验和人体的I、Ⅱ、Ⅲ期临床 试验。而且,即便Ⅲ期试验后 批准上市,还有Ⅳ期临床研 究,即新药上市后进行的临床 研究,而且一类新药要求进行 病人”(Stream)和“早期临床护 理管理”(Hark)两个模块。 术,实现患者与医务人员、基 础研究(医学和药物研究)与 临床治疗、医疗机构、医疗设 这种手机应用程序当然也 是一种人工智能,它们需要学 习和帮助医护人员监护一些表 面上不严重但实际很危险的 备之间的互动,逐步达到信息 化防治疾病和健身强体的目标。 例如,通过无线网络,使 用掌上电脑便捷地联通各种诊 疗仪器,医务人员能随时掌握 病人,或者~些急性发病 者。例如,深度思想健康的 “识别风险病人程序”可以及 2000个病例的Iv期试验。这也 是造成药物研发周期长、费用 高的重要原因。 时发现急性肾衰竭高风险病 人,以便让医生及时治疗并改 善对病人的护理。这个程序是 通过检读血液检查报告,以辨 别哪些病人存在风险。结果 表明,有25%的急性肾衰竭死 亡可以通过这个程序避免。 “早期临床护理管理程序”则能 每个病人的病案信息和最新诊 疗报告,随时随地快速制定诊 疗方案;在医院任何一个地 方,医护人员都可以登录距自 己最近的系统查询医学影像资 但是,在今天有了计算机 程序,特别是以“阿尔法围 棋”为代表的能自我学习的计算 机程序(软件),就为人们提供 了—个检测药物的人工智能安全 料和医嘱;患者的转诊信息及 病历可以在任意一家医院通过 医疗联网方式调阅;任何科学 研究,包括医学和与医学相关 的物理、化学等领域的研究最 新成果能在互联网上及时公布 等,让诊断、治病和用药以及 公众的保健得到最有效、最迅 速、最适宜、最廉价和最科学 的处理。 专家。首先是在新药筛选时可以 获得安全性较高的几种备选物 质。当很多个甚至成千上万个 化合物都对治疗肝癌显示出某 种疗效,但又对它们的安全性 帮助医生制定治疗方案和采取 行动。使用该项程序能避免 38%的患者病情恶化。 当然,这些只是人工智能 开发和应用的冰山一角。实际 上,在医药领域利用计算机技 术和人工智能最早和进展较大 的是药物的研发与监控。计算 机和人工智能对于药物的研发 在很多方面都起到了作用,如 难以判断时,便可以利用“阿 尔法围棋”的匀璐网络和评价网 络,以及蒙特卡洛树搜索算法 来挑选最具有安全性的化合 物,成为新药的最佳备选者。 同样,对于尚未进入动物 智能医疗的具体表现 以“阿尔法围棋”为例, 可以知道什么是智能医疗。 研发出“阿尔法围棋”的 深度思想公司并非只是专注于 让“阿尔法围棋”与人类棋手 过招,而是注重把人工智能通 过学习解决实际问题的能力贯 穿应用到医学领域。2016年2 和人体试验阶段的药物,也可 以利用类似“阿尔法围棋”这 样的人工智能来检测新药的安 全性。因为,每一种药物作用 的靶向蛋白和受体都并不专 一研发新药、老药新用、药物筛 选、预测药物副作用、药物跟 踪研究等。这实际上已经产生 了一门新学科,即药物临床研 究的计算机仿真(CTS)。 一,如果作用于非靶向受体和 种新药的开发一般估计 蛋白就会弓1起副作用。类似 “阿尔法围棋”的程序可以通过 对既有的数千种已知药物的副 作用进行筛选搜索,以判定一 需要15年时间,耗资10亿美 元,但最近的估计是可能耗资 40亿-120亿美元,还不能保证 成功。因为,除了要求新药要 有疗效外,还需要安全性的保 月深度思想公司就已经发布了 在医护领域使用的深度学习程 种药物是否会有副作用,或副 作用的大与小以及最小,由此 2016.50 ̄a,, J1 3 聚焦 选择那些副作用概率最小和实 际产生副作用最小的药物进入 上公开了首批数据。这一行为 改变了过去研究人员只是在学 术期刊发表研究结果和数据的 传统做法。美国研究人员在网 上发布的是2016年2月15日他 们将寨卡病毒注射进3只印度 恒河猴体内获得的血液、唾液 不过,美国研究人员在网 上公布恒河猴试验的数据还具 动物和人体试验,就会大大增 加成功的概率,节约时间和成 本。当然,利用“阿尔法围 棋”等程序还可模拟和检测药 物进入人体内的吸收、分布、 代谢和排泄、给药剂量一浓度一 效应之间的关系等情况,让药 物研发进入快车道。 有更多的意义。寨卡病是一起 非常紧急的公共卫生突发事 件,所有人都在与寨卡病毒赛 跑,也与时间赛跑。除了不应 让科学家的竞争成为保密理由 而延缓对寨卡病的认知和防治 外,还要意识到,对人的研究 有很多伦理限制而无法获得相 应的数据和知识。 和尿中所检测到的病毒数量的 原始数据。这些数据能让每个 人都看到,并且每天都会更新 研究结果。’ 大数据和信息共享 大数据和信息共享同样是 此次康纳等人首先在网上 公布动物试验的数据意味着, 生物医学已经正式踏入智能 医疗门槛。与此同时,中国 研究人员也借寨卡的防治和研 究而跨入智能医疗和大科技的 门槛。中国疾控中心与江西省 疾控中心、浙江省疾控中心、 军事医学科学院等单位合作, 由于寨卡病毒感染的形式 和机制在人和恒河猴体内相似 和相同,研究人员能通过向猴 智能医疗的核心。信息共享成 为智能医疗的重要性在于,全 球的科研人员只有科研共享, 才能对各种危害人们健康的疾 病和顽症,如艾滋病、癌症 等进行有效的治疗,挽救人们 的生命。这一点在突发公共卫 子体内注射不同剂量的寨卡病 毒而获得该病有价值的第一手 相关信息。科学家能对怀孕恒 河猴体内的羊水反复取样,以 判断寨卡病毒能否以及多快感 染胎儿。这些数据一方面不可 能从人身上快速且合乎伦理地 获取到,另一方面也可能因此 而延误人们对寨卡病毒是否导 致小头儿等的认知。 有了对恒河猴的研究结 果,并且能发布在网上,就能 较快地获得诸如寨卡病毒是否 分别对寨卡病毒感染病例血 液和尿液标本中的寨卡病毒 基因组进行了全面解析,获得 病毒全基因组序列,并发布到 网上。 生事件,尤其是暴发危害人们 生命的疾病时,具有重大的作 用,例如最近在南美爆发的寨 卡病。 由于医护人员对寨卡病的 发病机理、传播途径和危害胎 儿和孕妇的机理并不清楚,对 待这种疾病既无有效的药物, 也没有疫苗,因此需要更多更 新的研究结果来指导防治疾 病,而对于最新研究信息的共 这种科研的资源共享显然 为人们认识寨卡病的病理、研 制药物和疫苗奠定了基础。而 且,基于对不同来源的寨卡病 毒特点的认识,将进行针对性 的药物和疫苗研发。例如,中 国疾控中心和江西省疾控中心 合作测序的寨卡病毒基因组有 10676个碱基,与目前在美洲的 流行病毒株具有高度同源性。 但是,浙江省疾控中心测序的 与小头儿关联的确切信息和机 理,例如,正在发育的胎儿可 能何时会被寨卡病毒侵袭而导 致出生缺陷,也就能为人们提 供防治的线索和方式。 此外,由于世界一些国家 享,则有助于指导全球医务人 员和公共卫生专业人员,并通 过医护人员向公众提供科学的 防治方法。 反对动物试验,尤其是反对用 灵长类动物进行医学试验的呼 声越来越大,浪潮越来越高。 欧洲一些国家,如德国已经在 减少灵长类动物的医学试验, 正是在寨卡病的防治上, 信息共享得以突破。现在,美 国威斯康星大学麦迪逊分校病 毒学家康纳研究团队用寨卡病 毒感染猴子进行试验,并在网 寨卡病毒核酸序列与太平洋岛 国法属波利尼西亚地区报道的 病毒基因组序列高度同源,而 与中国其他省份报告的输入病 例的病毒核酸序列存在差异。 美国国立卫生研究院(NIH) 也已决定结束其下属一家实验 室存有争议的猴子试验,并终 1 4匮抖翅迟Q Q!重点 聚焦 止了对黑猩猩侵入性试验的经 费支持。 进行串连,在互联的护理领 域进行尝试。这个平台是一 管理水平、医院质量等5个标 准,但由于其他评审内容设 在这样的情况下,美国研 究人员在网上公布寨卡病毒感 染猴子的数据就更具有意 个基于云技术的开放安全平 置缺乏直观指标,容易量化 的硬件标准(床位、科室设 置、医疗设备、人员配备等) 台,能够收集和分析从健康手 表、血压计、耳式体温计和身 体分析仪等多个设备源头的健 康数据。医生也可以在第一时 义,因为这是在实现一个共 同的目标,资源共享能让那 些并没有进行动物试验的研 究人员了解动物试验的情况 和数据,也就会减少使用灵 长类动物进行试验。 ’成为划分医院等级的决定因 素,暂时未能考虑医院的综合 间了解到患者的情况并做出医 疗判断和治疗方案,从而大大 降低医疗成本和漏诊误诊的发 生率。 医疗效果、患者存活率、患者 安全性等。 现在,中国研究人员意识 到医院评价和大数据的重要 性,复旦大学医院管理研究所 当然,大科技时代的资源 智能医疗的另一个维度是 共享也会让科研人员产生疑 虑,其中最核心的是,研究成 果的界定和归属,以及其他研 患者和家属,以及需要保健的 正常群体,他们也需要大数 据和智能分析来选择自己所 需的诊治疾病的方式和程 序,以及正常人需要选择的 已经邀请全国30个临床专科的 几千位著名专家学者共同参与 评审中国最佳医院排行榜。其 中,医院专科声誉主要由专家 提名心目r中名列前茅的医院, 而在科研学术方面,得分主要 来自于国家级奖项和科学引文 索引(SCI)影响因子。 相比而言,美国对医院 究人员是否采信网上发布的动 物和其他研究数据及结果。 对于第一个问题,也许可 以用网上公布的时间来判断一 项研究结果的最早时间和进行 研究的科研人员 至于对网上 公布的研究结果的采信与否, 可能会随着大科技时代的进展 由实践做出回答。无论其他研 究人员是否采信网上公布的结 果和数据,都会进行验证,因 此, 可能会有效地检验网上公 布的研究结果。 保健措施。 在这方面,利用大数据设 计成智能软件,为患者和公众 提供就医和保健的信息也格外 重要。现在,美国已经出现了 主流医院评价平台的智能软 件,供广大公众选择。这个平 台对美国近5000家医院、约 14万医生以及16个医疗领域的 评价的智能软件主要是为患者 服务,医院排名的宗旨就是让 患者选择合适的医院、医师。 这也是为什么美国的第三方评 价机构选取的众多评价标准中 多数是关于患者安全、医疗 质量及就医满意度的,而这 137家专业医院排名。这个排名 对医院声誉、患者存活率、患 者安全性以及其他医疗相关指 标在内的数十项评价指标进行 综合排序,由第三方公司或组 织进行多方位、多元化评价, 些指标正是一个排行榜见功 患者也要利用智能医疗 般而言,智能医疗通常 力、需要大量数据分析支撑 的地方。 一中国的医院评价大数据尚 指的是计算机、大数据和互联 网+如何让医生和专业机构对 更加关注医疗产出以及患者满 意度。如此,这种智能平台可 未引进医疗质量和安全评价, 这是需要进一步深化和发展的 地方。如果这些要素都能整合 到智能软件中,公众就可以通 病人的疾病诊治更准确和更科 学,让人们既能看病有效,又 能少花钱。 例如,现在飞利浦公司设 以向公众提供他们可以选择和 信赖的医院进行就诊和治病。 现在,中国对医院和医生 过这样的智能软件选择适宜自 的评价还是采用最普遍的医院 等级划分标准(3级1o等)。 医院评审分级标准包括医院的 规模、技术水平、医疗设备、 己的就医机构和医生。患者和 公众利用智能软件是智能医疗 计了一个智能软件飞利浦健康 套件数字平台,希望将消费 者、患者和医疗服务人员三方 不可或缺的部分。 【责任编辑】张田勘 Q直抖 15 

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