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    盘点|AI+医疗新“势”力

    2020上海国际医疗器械展览会为你解读:


    世界医学人工智能发展史

      1956年,美国达特摩斯学术会议首次采用“人工智能”术语,人工智能学科正式诞生。

      1966年,美国乔治敦大学教书莱德利正式提出“计算机辅助诊断(CAD)”的概念。

      1968年,第一个用于推断化学分子结构的专家系统DENDRAL成功问世,开启人工智能一个新的分支“专家系统”。美国斯坦福研究所研制出世界第一台智能机器人Shakey。

      1972年,CT的临床使用开创了医学影像数字化的先河。

      1876年,美国斯坦福大学的肖特利夫等人完成了第一个用于血液感染病的诊断、治疗和咨询服务的医疗专家系统MYCIN。

      1977年,美国斯坦福大学计算机科学家费根鲍姆提出“知识工程”概念,大大推动了基于知识的专家系统及其开发工具的发展。

      1978年,北京中医医院的关幼波与电子计算机室的科研人员,开创了我国第一个医学专家系统“关幼波肝病诊疗程序”。

      1982年,美国匹兹堡大学的米勒等人发明了著名的Internist-I内科计算机辅助诊断系统。

      1985年,美国加利福尼亚州放射医学中心研制成功能自主定位的手术机器人(Puma 560),协助外科医生完成脑组织活检。

      1986年,美国科学家鲁姆哈特和维伯斯研制出被称为“反向传播”神经网络(BP)的多层感知机,掀起了基于统计模型的机器学习热潮。

      1991年,美国哈佛医学院的巴尼特研制了DXplain软件,包含了2200种疾病和5000种症状。

      1994年,美国Computer Motion公司研制出第一台商业化手术机器人AESOP。

      1999年,美国Intuitive Surgical公司开发出达芬奇(Da Vinci)外科手术机器人。

      2006年,“神经网络之父”欣顿提出神经网络深度学习算法,为图像识别带来了突破性的进展。

      2012年,欣顿使用多层卷积神经网络结构,大大降低图像识别错误率,让深度机器学习进入工业和医疗的领域。

      国外医疗人工智能领域的发展

      美国目前已连续出台多个国家人工智能政策,利用人工智能对并发症进行预测及预防、发展电子化病历、对医疗大数据进行分析挖掘等,并利用 AI 系统自动执行决策和医疗诊断;日本基于本国严重的" 人口老龄化 " 现象,将医疗健康和护理作为人工智能的突破口;英国则强调辅助诊断、早期预防控制流行病并追踪其发病率、图像诊断方向,并进一步提出了要保证公众数据的安全性和隐私性;印度则将癌症筛查和治疗作为人工智能大规模靶向治疗的领域方向。企业也都在布局医疗人工智能领域。

      目前,医疗人工智能领域最知名的就是IBM Watson,并且Watson已经取得了不俗的成绩。例如在肿瘤治疗方面,Watson能够在几秒之内筛选数十年癌症治疗历史中的150万份患者记录,并为医生提供可供选择的循证治疗方案。目前癌症治疗领域排名前三的医院都在运行Watson,并且Watson已经正式进入中国。

      除了IBM之外,谷歌、微软等科技巨头也在医疗人工智能领域取得了积极进展。2016年2月,谷歌DeepMind公布成立DeepMind Health部门,将与英国国家健康体系(NHS)合作,帮助他们辅助决策,提高效率缩短时间。DeepMind还参与NHS一项利用深度学习开展头颈癌患者放疗疗法设计的研究。DeepMind还与Moorfields眼科医院的合作将人工智能技术应用于及早发现和治疗威胁视力的眼部疾病。

      微软于2016年宣布将AI用于医疗健康的计划Hanover,帮助寻找最有效的药物和治疗方案,并且与俄勒冈卫生科学大学Knight癌症研究所合作,共同进行药物研发和个性化治疗。

      苹果公司一方面计划自主开发人工智能芯片,另一方面则屡次收购人工智能公司。在2010年收购Siri之后,苹果公司近年来还在语音技术方面进行了几笔收购,其中包括VocalIQ和Novauris Technologies。

      中国医疗人工智能发展迅猛

      人工智能技术在世界范围内的影响越来越深远,其渗透的行业领域也越来越广泛,而医疗行业作为人工智能技术渗透的行业之一,在我国发展得较为迅速。因为我国拥有庞大的医疗数据,单单是医疗行业的下游患者数据就难计其数,并且伴随着我国大数据行业的快速发展,也为医疗人工智能在我国的快速发展奠定了基础。

      我国人工智能领域的开发研究始于20世纪80年代初,起步虽然较发达国家晚,但是发展速度迅猛。1978年北京中医医院关幼波教授与计算机科学领域的专家合作开发了“关幼波肝病诊疗程序”,第1次将医学专家系统应用到我国传统中医领域。此后我国有代表性的人工智能产品有“林如高骨伤计算机诊疗系统”、“中国中医治疗专家系统”、具有咨询和辅助诊断性质的“中医计算机辅助诊疗系统”等。进入21世纪以来,我国的医疗人工智能则在更多领域取得长足发展。

      在政策方面,自2015年以来,中国各相关政府部门陆续发布了近20项相关政策,从人才培养、技术创新、标准监管、行业融合等方面做出了相关指导。2017年7月,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》,推进智能医疗,推广应用人工智能治疗新模式新手段,开发人机协同的手术机器人、智能诊疗助手,研发柔性可穿戴、生物兼容的生理监测系统,推进医药监管智能化。

      人工智能的重要性显然已经深入人心,并且逐渐成为各大科技巨头博弈的新兴产业。国内的华为、百度、腾讯、阿里巴巴,都将人工智能定位为公司未来发展的重要方向。

      华为——5G改变医疗

      今年3月16日,中国移动携手华为公司助力中国人民解放军总医院,成功完成全国首例基于5G的远程人体手术——帕金森病“脑起搏器”植入手术。患者在北京,医生在海南,通过操纵5G远程机械臂进行手术,5G网络高速率、大带宽、低时延特性让这场跨越近3000公里的远程手术成为现实。

      此前,华为尝试过用5G技术为动物实验。1月份,华为联合中国联通福建省分公司、福建医科大学孟超肝胆医院、苏州康多机器人有限公司在福建中国联通东南研究院实施世界首例5G远程外科手术动物实验。远程手术最大的问题是信号实时的互联互通。华为的5G网络技术的大带宽、低延时、大联接的技术优势,很好地实现了这个目标。

      在5G技术为远程医疗保驾护航之外,华为还与依图医疗联合发布智能医疗云,深度融合了世界级领先的“大数据、AI、云” 技术,真正激活千千万万沉睡的医疗大数据,赋能基层医疗。

      今年6月,华为和合作伙伴共同联合宣布在AI人工智能辅助病理诊断的行业重大卡脖子难题上,获得突破性进展。AI辅助宫颈癌筛查中的阴性片判读的正确率已经超过99%,而阳性病变正确率超过99.9%,这是全球的AI辅助宫颈癌筛查的最高水平,成为新的技术霸主。之前平均每例宫颈细胞涂片要花费6分钟,现在华为的AI识别仅需36秒,效率大大提高。

      华为投入重兵在AI医疗团队上,特别是解决医疗领域的全球重大技术难题上。除了宫颈癌筛查,华为已在超声测量、脑中风分割、肺结节检测等多个领域拿下全球领先水平。在医学AI芯片和医学诊断和病理筛查算法方面,华为不断创新的AI算法,精度和速度上都后来居上,达到了医学AI界的全球领先水平。

      除了已经获得的领先领域之外,华为在肾脏病、质谱分析、消化道疾病、基因测序、分子病理、血液病、罕见病等更多医学场景,也投入了重兵研发。

      百度——AI赋能医疗

      百度在医疗领域动作频频,抢占医疗赛道,让百度AI技术迅速与垂直行业深入融合的布局渐渐明朗。

      2016年10月,百度以“开启智能医疗新时代”为主题,正式对外发布百度人工智能在医疗领域内的最新成果——百度医疗大脑,对标谷歌和IBM的同类产品。作为百度大脑在医疗领域的具体应用,百度医疗大脑是通过海量医疗数据、专业文献的采集与分析,模拟医生问诊流程,依据用户的症状,给出诊疗最终建议。

      今年2月份,百度全资获取北京康夫子健康技术有限公司股权,康夫子是一家医疗人工智能技术、知识、数据服务提供商。3月份,百度投资东软医疗超过2000万元。5月份,百度宣布与东软集团达成战略合作,为百度在AI医疗布局中添上浓墨重彩的一笔。百度智能云将与东软集团联合升级云化HIS(医院信息系统),百度AI将全面接入HIS产品体系,在医院智能化方面进行积极探索,并推动医疗大数据在医药和保险行业的深度应用。双方将共同成立基于人工智能技术的“CDSS(临床辅助决策支持系统)专项小组”,共同推进人工智能辅助决策系统在医疗机构的探索应用。

      目前,百度已经完成了从软件到硬件的跨越。百度AI眼底筛查一体机的AI算法已经能够覆盖糖尿病视网膜病变、黄斑病变、青光眼这三种主要致盲疾病,阅片特异度及敏感度均达到94%,逼近三甲医院主任医师水平。今后还将推出智能分导诊、癌症影像筛查、临床辅助决策支持、语音电子病历、医疗大数据科研平台等一系列产品。

      腾讯——救命的AI

      腾讯则依托微信丰富的数据量和数据维度,探索发展医疗人工智能。如腾讯与中山肿瘤南山医院的合作,在广东汕头地区开展食道癌早期筛查系统的试点。腾讯通过人工智能图片处理,帮助开展食道癌前期筛查,在提升医疗机构医疗能力的同时,显著降低了人工投入。此外,腾讯的人工智能实验室还将和卓建、医联两家公司合作,开发面向未来的复诊系统。

      腾讯优图成立于2012年,在计算机视觉AI领域一直处于国际领先水平,并多次在MegaFace、LFW等国际人工智能的权威比赛中刷新世界纪录。目前腾讯优图的视觉AI技术已在金融、鉴黄、安防、寻亲、医疗等领域广泛落地。在医疗领域,优图AI在肺癌、胃癌和糖尿病性视网膜病变早筛上取得显著进展,并通过腾讯首个医疗AI产品“腾讯觅影”接入了国内多家三甲医院,辅助医生提升诊疗效率。

      2017年8月,腾讯发布了首个AI+医疗影像产品---“腾讯觅影”,该产品可辅助医生对肺结节、乳腺癌、糖尿病视网膜病变、早期食管癌等多种疾病进行筛查。据了解,腾讯觅影筛查一个内镜检查所需时间不到4秒,对早期食管癌的发现准确率高达90%。截至2018年7月,腾讯觅影已累计辅助医生阅读医学影像超1亿张,服务超百万患者,提示高风险病变15万例。同年11月,“腾讯觅影”进入了首批国家新一代人工智能开放创新平台名单,负责建设医疗影像国家新一代人工智能开放创新平台。

      去年11月,腾讯联合中国科学院自动化研究所、中国人民解放军总医院、中南大学湘雅医院、北京大学人民医院、深圳市人民医院等多家单位,正式启动了2018年国家重点研发计划中的“数字诊疗装备研发专项” -“基于人工智能的临床辅助决策支持技术及其服务模式解决方案研究”项目。该项目的启动被普遍认为,医疗AI的战略高度已经上升为国家重点研发项目。除此之外,腾讯医疗AI实验室目前在运动障碍相关疾病的评估、癌症放疗规划、耳石症诊断及治疗等多个领域的研究均处于世界领先水平。

      今年2月份,知名投资机构深度知识 (Deep Knowledge Ventures) 发布《2018年第四季度AI在药物研发中的应用报告》,总结了2018年全球100位最具创新力和创业精神的AI企业家,中国三位AI领袖入选榜单,其中两名来自腾讯公司,分别是腾讯优图实验室总监郑冶枫、腾讯医疗AI实验室主任范伟。另一名入选专家王俊创立的碳云智能,系腾讯投资的AI创业公司。

      阿里——智能诊断

      阿里则在医疗智能诊断领域重点布局。2017年3月,阿里巴巴推出了其在“医疗+人工智能”领域的首个产品——“ET医疗大脑”。“ET医疗大脑”可以辅助医生判断甲状腺结节点,并给出良性或者恶性的判断。2017年7月,阿里健康发布医疗AI“Doctor You”,“Doctor You”AI系统包括临床医学科研诊断平台、医疗辅助检测引擎、医师能力培训系统等。此外阿里健康还与多地政府、医院、科研院校等外部机构合作,开发打造包括糖尿病、肺癌预测、心理智能、眼底筛查在内的20种常见、多发疾病的智能诊断引擎。

      阿里AI智能比传统心血管识别速度更快,提高了将近百倍的速度。在经过数十万个血管样本的训练后,AI智能建立了独有的一个追踪模式,对冠脉的判别起到了非常巨大的作用,仅仅需要0.5秒的时间就可以识别单根冠脉血管,在帮助医生判断心血管疾病上提供了非常好的样本参考。

      在AI医疗布局之前,阿里巴巴早在2014年便对中信二十一世纪有限公司进行了1.7亿美元的战略投资,各方将基于中信 21CN 在药品电子信息方面的积累,结合阿里巴巴在电商平台、云计算及大数据方面的优势,联手推进药品信息化平台建设。同年10月,公司更名为阿里健康。

      AI医疗企业如雨后春笋

      在BAT大力比拼医疗人工智能布局的时候,还有一些企业奋力直追,加速AI医疗研究。

      成立于2012年的依图科技,致力于人工智能创新性研究,将先进人工智能技术与行业应用相结合,服务于医疗健康、公共安全、金融等众多领域,已经发展为国内不可或缺的人工智能领军企业。

      2月11日,国际顶级医学科研期刊《Nature Medicine》在线发布了题为“Evaluation and accurate diagnoses of pediatric diseases using artificial intelligence”(《使用人工智能评估和准确诊断儿科疾病》)的文章。该文章由广州市妇女儿童医疗中心与依图医疗作为第一作者,联合其他企业和科研机构共同完成,基于机器学习的自然语言处理(NLP)技术,实现不输人类医生的强大诊断能力。这是全球首次在顶级医学杂志发表有关自然语言处理(NLP)技术基于电子健康记录(EHR)做临床智能诊断的研究成果,也是利用人工智能技术诊断儿科疾病的重磅科研成果。

      云知声是国内首家在医疗领域成熟落地语音产品的 AI公司。2016年,云知声率先提出“医疗语音交互解决方案”,借助智能语音识别、自然语言理解等技术,让医生通过口述即可书写病历,提升病历书写的效率,该方案一经推出便成功落地北京协和医院。除“医疗语音交互解决方案”外,针对诊疗过程的诊前、诊中、诊后不同场景,云知声还推出了导医机器人、智能病历生成系统、智能病历质控系统以及智能院后管理解决方案等产品。以核心三甲医院为主要客群,目前,云知声智慧医疗相关产品已先后落地全国 100多家医院,另在超 500家医院完成测试。

      云知声IoT事业部总裁谢冠超表示:“云知声医疗产品线目前已完成从感知到认知的战略升级,即从识别向理解、决策升级。未来,云知声将持续把临床知识图谱、自然语言理解等认知领域的人工智能技术应用到临床诊疗业务的各个环节,打造覆盖诊前、诊中、诊后智慧医疗全生态闭环的产品与解决方案,不断激发医疗服务活力,为临床诊疗业务赋能。”

      作为华为生态伙伴,深睿医疗自成立以来聚焦AI医疗领域热点,布局和完善产品线以达到各种差异化的应用场景的要求,致力于提供领先的AI+医疗产品和应用场景解决方案。在成立仅2年多的时间内,围绕智慧医疗已经搭建起了一个丰富的人工智能医疗产品矩阵,其中包括Dr.Wise人工智能医学辅助诊断系统,覆盖到肺癌早期筛查、乳腺癌早期筛查、儿童生长发育评估、胸部疾病筛查等方面。

      无论从中国还是全世界来看,AI 医疗的研发都在逐渐深入,这将有利于企业进一步向好发展。对 AI 医疗支持力度不断加大,这也有助于中国 AI 研发成果走向海外,在全世界范围内展示中国新兴科技力量。


    来源:AI报道


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