□本報(bào)記者 譚 嘉□
IBM日前宣布研制出世界首個(gè)人造納米尺度隨機(jī)相變神經(jīng)元,，并構(gòu)建了由500個(gè)該神經(jīng)元組成的陣列,，以模擬人類大腦的工作方式進(jìn)行信號(hào)處理。有評(píng)論稱,，人工智能擬人時(shí)代或迎開(kāi)端,。同時(shí)，據(jù)媒體報(bào)道,，IBM的“沃森”（Watson）人工智能系統(tǒng)近日僅用10分鐘就診斷出一名60歲女性患有罕見(jiàn)的急性骨髄性白血病,，并且找到了最適合的治療方法。我國(guó)已有21家醫(yī)院計(jì)劃使用經(jīng)紀(jì)念斯隆—凱特琳癌癥中心訓(xùn)練的IBM Watson腫瘤解決方案,，以期助力獲得個(gè)性化的循證癌癥治療方案,。電腦診病是否將變成現(xiàn)實(shí)？
強(qiáng)人工智能時(shí)代還很遙遠(yuǎn)
神經(jīng)元是人類神經(jīng)系統(tǒng)的最基本結(jié)構(gòu),，人造神經(jīng)元的問(wèn)世,，是否意味著未來(lái)可能會(huì)制造出類人甚至超越人類的物種？業(yè)內(nèi)專家表示,，人造神經(jīng)元是人工智能研發(fā)的一項(xiàng)重要突破,，但人工智能要真正實(shí)現(xiàn)和人類一樣還路途漫漫,。
人工智能系統(tǒng)是通過(guò)處理海量知識(shí)而不斷自我進(jìn)步的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，具備閱讀和理解自然語(yǔ)言的能力,。一直致力于人工智能輔助診斷系統(tǒng)研發(fā)的Airdoc創(chuàng)始人張大磊表示,，人工智能大體可分為弱人工智能和強(qiáng)人工智能兩大類。弱人工智能主要是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,，構(gòu)建算法模型和深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)完成指定任務(wù),，已經(jīng)在圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等很多領(lǐng)域得到應(yīng)用并表現(xiàn)優(yōu)異,。強(qiáng)人工智能不僅要完成指定任務(wù),，還要有知覺(jué)、有自我意識(shí),，能推理,、解決問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),，還是非常遙遠(yuǎn)的事,。
專家指出，計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是基于訓(xùn)練模型的參數(shù)構(gòu)建,，并非化學(xué)物質(zhì),，而人類生理性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人腦神經(jīng)元通過(guò)神經(jīng)遞質(zhì)傳遞信息。
微軟亞洲研究院副院長(zhǎng)張益肇博士表示,，人造神經(jīng)元與生物神經(jīng)元就如同飛機(jī)機(jī)翼與鳥(niǎo)的翅膀,，形似而神不同。兩者從表面看,，都是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的神經(jīng)元相互傳遞信息,，進(jìn)行信號(hào)處理，但具體處理方式卻大相徑庭,。大腦的高效率,、低耗能是目前人造神經(jīng)元還遠(yuǎn)不能匹敵的。
人工智能有助提高診斷準(zhǔn)確率
張益肇介紹,，人工智能發(fā)展已有60年歷史,，從最初的用藥警示發(fā)展到輔助臨床診療提高醫(yī)療安全和醫(yī)療效率，以及更高效開(kāi)展科技研究等眾多領(lǐng)域,。比如,，微軟亞洲研究院正在研究的病理診斷、腦部惡性腫瘤診斷等項(xiàng)目都有很好的結(jié)果,。計(jì)算機(jī)能夠從包含數(shù)以百萬(wàn)計(jì)像素的病理切片中提取正常細(xì)胞與惡性腫瘤細(xì)胞的不同特征,，從而識(shí)別惡性腫瘤。人工智能系統(tǒng)能夠幫助醫(yī)生降低誤診幾率。美國(guó)現(xiàn)在還有基于人工智能研發(fā)的醫(yī)生訓(xùn)練模擬器,，醫(yī)生通過(guò)短期的模擬訓(xùn)練,，可集中看到各種病癥。全球每年有幾十萬(wàn)篇醫(yī)學(xué)論文發(fā)表,，人工智能系統(tǒng)可以“閱讀”海量信息,，從中為研究者提取研究最相關(guān)的內(nèi)容，尤其對(duì)于罕見(jiàn)疾病的診斷,，更易于尋找線索，及早確診治療,。
人工智能系統(tǒng)在某些領(lǐng)域甚至還可以媲美或“取代”臨床醫(yī)生,。張益肇舉例說(shuō)，在瘧疾疫情嚴(yán)重的非洲地區(qū),，由于缺乏足夠的病理醫(yī)生,，患者難以得到及時(shí)診斷和治療。微軟與蓋茨基金會(huì)合作開(kāi)發(fā)的血液涂片人工智能分析診斷系統(tǒng),，有望破解這一難題,。基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法,，目前微軟正在進(jìn)行與艾滋病相關(guān)的研究,，“艾滋病病毒與計(jì)算機(jī)病毒有相似之處，都會(huì)不斷變異并逃逸防御系統(tǒng)”,。
張大磊介紹,，世界衛(wèi)生組織網(wǎng)站上ICD-10編碼的疾病有7.8萬(wàn)多種，癥狀也有幾萬(wàn)種,。如此龐大的信息量,，并不適合人類去記憶，并在5分鐘～10分鐘內(nèi)準(zhǔn)確判斷,。人工智能輔助診斷就是給醫(yī)生添了一個(gè)得力助手,，尤其將訓(xùn)練好的模型應(yīng)用到基層，基層醫(yī)生便隨時(shí)隨地有一個(gè)可信賴的助手來(lái)幫忙提醒,，以免誤診和漏診,。Airdoc團(tuán)隊(duì)研究顯示，人工智能系統(tǒng)與頂級(jí)醫(yī)院頂級(jí)醫(yī)生在部分領(lǐng)域的診斷符合率達(dá)到97%以上,。
張大磊介紹,，該公司研發(fā)的Airdoc系統(tǒng)目前已經(jīng)在影像、病理,、病歷識(shí)別等領(lǐng)域得到應(yīng)用,。公司與國(guó)內(nèi)多家知名醫(yī)院合作，讓該系統(tǒng)“學(xué)習(xí)”大量的病歷資料,、病理切片,、CT,、核磁等影像資料，進(jìn)而構(gòu)建惡性腫瘤,、慢性疾病等不同種類的學(xué)習(xí)模型,。部分疾病的惡性腫瘤病理切片識(shí)別判斷準(zhǔn)確率已經(jīng)超過(guò)大多數(shù)臨床醫(yī)生；而通過(guò)對(duì)病歷核心信息提取,、結(jié)構(gòu)化,，則可以判斷并預(yù)測(cè)患者可能會(huì)患的疾病。
診斷決定應(yīng)該由醫(yī)生作出
張大磊認(rèn)為,，目前人工智能系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用仍面臨不少挑戰(zhàn),。如人工智能輔助診斷系統(tǒng)是一個(gè)“大胃王”，需要接受大量信息進(jìn)行學(xué)習(xí),，但國(guó)內(nèi)醫(yī)療數(shù)據(jù)質(zhì)量不高,。
此外，深度學(xué)習(xí)是非常前沿的研發(fā)領(lǐng)域,，對(duì)于人工智能在輔助診斷,、病歷識(shí)別等方面的應(yīng)用，不少人還認(rèn)為“不可能,、不靠譜”,，這需要醫(yī)療行業(yè)更新觀念。以Airdoc為例,，其在理解中文病歷,、構(gòu)建適用于中國(guó)人的疾病輔助診斷和預(yù)測(cè)領(lǐng)域的性能和準(zhǔn)確性都超過(guò)了國(guó)外同行，但還沒(méi)有被很好認(rèn)知和接納,。也有業(yè)內(nèi)人士指出,，IBM“沃森”系統(tǒng)進(jìn)入中國(guó)醫(yī)院，還需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析的“本土化”,。
張益肇指出,，人工智能系統(tǒng)的發(fā)展在數(shù)據(jù)來(lái)源上面臨個(gè)人信息隱私保護(hù)的挑戰(zhàn)，如對(duì)基因的分析就涉及家族,、個(gè)人遺傳信息保護(hù),，需要在加密狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)。人工智能系統(tǒng)的計(jì)算和理解能力也需要進(jìn)一步提升,。目前,，計(jì)算機(jī)人工智能系統(tǒng)對(duì)多維信息進(jìn)行綜合判斷還有難度，比如,，人工智能系統(tǒng)能夠成功識(shí)別一張電影海報(bào),，但無(wú)法判讀電影是悲劇還是喜劇。此外，還需要通過(guò)政策引導(dǎo),、保險(xiǎn)支持等提高醫(yī)生采納新技術(shù)的愿望,，更積極地推動(dòng)醫(yī)學(xué)與最新信息技術(shù)的結(jié)合。
“電腦的能力毫無(wú)疑問(wèn)將日益強(qiáng)大,，但醫(yī)生永遠(yuǎn)不會(huì)被電腦取代,。”張益肇提出，醫(yī)學(xué)是藝術(shù)與科學(xué)的融合,，日益強(qiáng)大的人工智能系統(tǒng)能夠幫助醫(yī)生更便捷地獲取和提取醫(yī)學(xué)信息,，但醫(yī)生絕不是百科全書(shū)式的知識(shí)儲(chǔ)備體，更需要高情商能力與病患很好地溝通交流,。
張大磊也認(rèn)為,，人工智能會(huì)取代醫(yī)生的重復(fù)性體力勞動(dòng)工作，提升醫(yī)生的職業(yè)專業(yè)程度,，但醫(yī)生需要在診療過(guò)程中觀察病人的表情、神態(tài),，給予患者心理安慰和人文關(guān)懷,，這些都不是計(jì)算機(jī)算法能夠取代的。“我們給Airdoc的定位就是輔助診斷,，診斷決定應(yīng)該由醫(yī)生來(lái)作出,，而不是由軟件來(lái)作出。”
IBM日前宣布研制出世界首個(gè)人造納米尺度隨機(jī)相變神經(jīng)元,，并構(gòu)建了由500個(gè)該神經(jīng)元組成的陣列,，以模擬人類大腦的工作方式進(jìn)行信號(hào)處理。有評(píng)論稱,，人工智能擬人時(shí)代或迎開(kāi)端,。同時(shí)，據(jù)媒體報(bào)道,，IBM的“沃森”（Watson）人工智能系統(tǒng)近日僅用10分鐘就診斷出一名60歲女性患有罕見(jiàn)的急性骨髄性白血病,，并且找到了最適合的治療方法。我國(guó)已有21家醫(yī)院計(jì)劃使用經(jīng)紀(jì)念斯隆—凱特琳癌癥中心訓(xùn)練的IBM Watson腫瘤解決方案,，以期助力獲得個(gè)性化的循證癌癥治療方案,。電腦診病是否將變成現(xiàn)實(shí)？
強(qiáng)人工智能時(shí)代還很遙遠(yuǎn)
神經(jīng)元是人類神經(jīng)系統(tǒng)的最基本結(jié)構(gòu),，人造神經(jīng)元的問(wèn)世,，是否意味著未來(lái)可能會(huì)制造出類人甚至超越人類的物種？業(yè)內(nèi)專家表示,，人造神經(jīng)元是人工智能研發(fā)的一項(xiàng)重要突破,，但人工智能要真正實(shí)現(xiàn)和人類一樣還路途漫漫,。
人工智能系統(tǒng)是通過(guò)處理海量知識(shí)而不斷自我進(jìn)步的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，具備閱讀和理解自然語(yǔ)言的能力,。一直致力于人工智能輔助診斷系統(tǒng)研發(fā)的Airdoc創(chuàng)始人張大磊表示,，人工智能大體可分為弱人工智能和強(qiáng)人工智能兩大類。弱人工智能主要是通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,，構(gòu)建算法模型和深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)完成指定任務(wù),，已經(jīng)在圖像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等很多領(lǐng)域得到應(yīng)用并表現(xiàn)優(yōu)異,。強(qiáng)人工智能不僅要完成指定任務(wù),，還要有知覺(jué)、有自我意識(shí),，能推理,、解決問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),，還是非常遙遠(yuǎn)的事,。
專家指出，計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是基于訓(xùn)練模型的參數(shù)構(gòu)建,，并非化學(xué)物質(zhì),，而人類生理性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是人腦神經(jīng)元通過(guò)神經(jīng)遞質(zhì)傳遞信息。
微軟亞洲研究院副院長(zhǎng)張益肇博士表示,，人造神經(jīng)元與生物神經(jīng)元就如同飛機(jī)機(jī)翼與鳥(niǎo)的翅膀,，形似而神不同。兩者從表面看,，都是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的神經(jīng)元相互傳遞信息,，進(jìn)行信號(hào)處理，但具體處理方式卻大相徑庭,。大腦的高效率,、低耗能是目前人造神經(jīng)元還遠(yuǎn)不能匹敵的。
人工智能有助提高診斷準(zhǔn)確率
張益肇介紹,，人工智能發(fā)展已有60年歷史,，從最初的用藥警示發(fā)展到輔助臨床診療提高醫(yī)療安全和醫(yī)療效率，以及更高效開(kāi)展科技研究等眾多領(lǐng)域,。比如,，微軟亞洲研究院正在研究的病理診斷、腦部惡性腫瘤診斷等項(xiàng)目都有很好的結(jié)果,。計(jì)算機(jī)能夠從包含數(shù)以百萬(wàn)計(jì)像素的病理切片中提取正常細(xì)胞與惡性腫瘤細(xì)胞的不同特征,，從而識(shí)別惡性腫瘤。人工智能系統(tǒng)能夠幫助醫(yī)生降低誤診幾率。美國(guó)現(xiàn)在還有基于人工智能研發(fā)的醫(yī)生訓(xùn)練模擬器,，醫(yī)生通過(guò)短期的模擬訓(xùn)練,，可集中看到各種病癥。全球每年有幾十萬(wàn)篇醫(yī)學(xué)論文發(fā)表,，人工智能系統(tǒng)可以“閱讀”海量信息,，從中為研究者提取研究最相關(guān)的內(nèi)容，尤其對(duì)于罕見(jiàn)疾病的診斷,，更易于尋找線索，及早確診治療,。
人工智能系統(tǒng)在某些領(lǐng)域甚至還可以媲美或“取代”臨床醫(yī)生,。張益肇舉例說(shuō)，在瘧疾疫情嚴(yán)重的非洲地區(qū),，由于缺乏足夠的病理醫(yī)生,，患者難以得到及時(shí)診斷和治療。微軟與蓋茨基金會(huì)合作開(kāi)發(fā)的血液涂片人工智能分析診斷系統(tǒng),，有望破解這一難題,。基于機(jī)器學(xué)習(xí)方法,，目前微軟正在進(jìn)行與艾滋病相關(guān)的研究,，“艾滋病病毒與計(jì)算機(jī)病毒有相似之處，都會(huì)不斷變異并逃逸防御系統(tǒng)”,。
張大磊介紹,，世界衛(wèi)生組織網(wǎng)站上ICD-10編碼的疾病有7.8萬(wàn)多種，癥狀也有幾萬(wàn)種,。如此龐大的信息量,，并不適合人類去記憶，并在5分鐘～10分鐘內(nèi)準(zhǔn)確判斷,。人工智能輔助診斷就是給醫(yī)生添了一個(gè)得力助手,，尤其將訓(xùn)練好的模型應(yīng)用到基層，基層醫(yī)生便隨時(shí)隨地有一個(gè)可信賴的助手來(lái)幫忙提醒,，以免誤診和漏診,。Airdoc團(tuán)隊(duì)研究顯示，人工智能系統(tǒng)與頂級(jí)醫(yī)院頂級(jí)醫(yī)生在部分領(lǐng)域的診斷符合率達(dá)到97%以上,。
張大磊介紹,，該公司研發(fā)的Airdoc系統(tǒng)目前已經(jīng)在影像、病理,、病歷識(shí)別等領(lǐng)域得到應(yīng)用,。公司與國(guó)內(nèi)多家知名醫(yī)院合作，讓該系統(tǒng)“學(xué)習(xí)”大量的病歷資料,、病理切片,、CT,、核磁等影像資料，進(jìn)而構(gòu)建惡性腫瘤,、慢性疾病等不同種類的學(xué)習(xí)模型,。部分疾病的惡性腫瘤病理切片識(shí)別判斷準(zhǔn)確率已經(jīng)超過(guò)大多數(shù)臨床醫(yī)生；而通過(guò)對(duì)病歷核心信息提取,、結(jié)構(gòu)化,，則可以判斷并預(yù)測(cè)患者可能會(huì)患的疾病。
診斷決定應(yīng)該由醫(yī)生作出
張大磊認(rèn)為,，目前人工智能系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用仍面臨不少挑戰(zhàn),。如人工智能輔助診斷系統(tǒng)是一個(gè)“大胃王”，需要接受大量信息進(jìn)行學(xué)習(xí),，但國(guó)內(nèi)醫(yī)療數(shù)據(jù)質(zhì)量不高,。
此外，深度學(xué)習(xí)是非常前沿的研發(fā)領(lǐng)域,，對(duì)于人工智能在輔助診斷,、病歷識(shí)別等方面的應(yīng)用，不少人還認(rèn)為“不可能,、不靠譜”,，這需要醫(yī)療行業(yè)更新觀念。以Airdoc為例,，其在理解中文病歷,、構(gòu)建適用于中國(guó)人的疾病輔助診斷和預(yù)測(cè)領(lǐng)域的性能和準(zhǔn)確性都超過(guò)了國(guó)外同行，但還沒(méi)有被很好認(rèn)知和接納,。也有業(yè)內(nèi)人士指出,，IBM“沃森”系統(tǒng)進(jìn)入中國(guó)醫(yī)院，還需要加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析的“本土化”,。
張益肇指出,，人工智能系統(tǒng)的發(fā)展在數(shù)據(jù)來(lái)源上面臨個(gè)人信息隱私保護(hù)的挑戰(zhàn)，如對(duì)基因的分析就涉及家族,、個(gè)人遺傳信息保護(hù),，需要在加密狀態(tài)下進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)。人工智能系統(tǒng)的計(jì)算和理解能力也需要進(jìn)一步提升,。目前,，計(jì)算機(jī)人工智能系統(tǒng)對(duì)多維信息進(jìn)行綜合判斷還有難度，比如,，人工智能系統(tǒng)能夠成功識(shí)別一張電影海報(bào),，但無(wú)法判讀電影是悲劇還是喜劇。此外，還需要通過(guò)政策引導(dǎo),、保險(xiǎn)支持等提高醫(yī)生采納新技術(shù)的愿望,，更積極地推動(dòng)醫(yī)學(xué)與最新信息技術(shù)的結(jié)合。
“電腦的能力毫無(wú)疑問(wèn)將日益強(qiáng)大,，但醫(yī)生永遠(yuǎn)不會(huì)被電腦取代,。”張益肇提出，醫(yī)學(xué)是藝術(shù)與科學(xué)的融合,，日益強(qiáng)大的人工智能系統(tǒng)能夠幫助醫(yī)生更便捷地獲取和提取醫(yī)學(xué)信息,，但醫(yī)生絕不是百科全書(shū)式的知識(shí)儲(chǔ)備體，更需要高情商能力與病患很好地溝通交流,。
張大磊也認(rèn)為,，人工智能會(huì)取代醫(yī)生的重復(fù)性體力勞動(dòng)工作，提升醫(yī)生的職業(yè)專業(yè)程度,，但醫(yī)生需要在診療過(guò)程中觀察病人的表情、神態(tài),，給予患者心理安慰和人文關(guān)懷,，這些都不是計(jì)算機(jī)算法能夠取代的。“我們給Airdoc的定位就是輔助診斷,，診斷決定應(yīng)該由醫(yī)生來(lái)作出,，而不是由軟件來(lái)作出。”
