姓名：盧治宇? ? ? ? 學(xué)號：16010188032
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【嵌牛導(dǎo)讀】：隨著人工智能的快速興起，其運(yùn)用領(lǐng)域也越來越廣，除了計(jì)算機(jī)科學(xué)以外, 人工智能還涉及信息論、控制論、自動(dòng)化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)等多門學(xué)科。在醫(yī)學(xué)中，人工智能不局限于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)表，它可以解釋骨料影像、醫(yī)生筆記、測試結(jié)果、傳感器數(shù)據(jù)、人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，還可以交叉引用分析數(shù)據(jù)，甚至還會(huì)考慮看似無關(guān)的外部因素，綜合分析并得出結(jié)論。這種快速分析數(shù)據(jù)的能力，為病人的健康創(chuàng)造了更全面、更全面的視野。
【嵌牛鼻子】：人工智能，AI醫(yī)療時(shí)代，癌癥檢測，未來醫(yī)療發(fā)展
【嵌牛提問】：人工智能在醫(yī)療中是如何應(yīng)用的？人工智能與醫(yī)療的結(jié)合能為我們帶來什么影響？
【嵌牛正文】：
? ? ? ? 當(dāng)前醫(yī)生判斷個(gè)人疾病的方式其實(shí)并不全面，化驗(yàn)、拍 X 光、拍核磁，得到的多是一小段時(shí)間的數(shù)據(jù)，個(gè)人之前的診療記錄是無法完全呈現(xiàn)給醫(yī)生的。排除隱私問題，倘若一個(gè)人所有的就醫(yī)數(shù)據(jù)，如既往病史、X 光結(jié)果、血液樣本、生命體征、DNA 序列、用藥反應(yīng)等能夠積累并提供給醫(yī)生，那么對其采取針對性治療無疑將更加有效。
? ? ? ? 更進(jìn)一步，如果能夠把這些數(shù)據(jù)積累下來并提供給人工智能醫(yī)生，那么得到的可能是更加準(zhǔn)確的治療意見。因?yàn)槿斯ぶ悄懿痪窒抻趥鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)表，它可以解釋骨料影像、醫(yī)生筆記、測試結(jié)果、傳感器數(shù)據(jù)、人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，還可以交叉引用分析數(shù)據(jù)，甚至還會(huì)考慮看似無關(guān)的外部因素，綜合分析并得出結(jié)論。這種快速分析數(shù)據(jù)的能力，為病人的健康創(chuàng)造了更全面、更全面的視野。
? ? ? ? 人工智能已經(jīng)慢慢在醫(yī)療領(lǐng)域顯現(xiàn)自己的威力，「人工智能+醫(yī)療」在前沿科技研究中也備受追捧。已經(jīng)有足夠的理由相信，我們正處于人工智能醫(yī)療時(shí)代前夜。今天踢圍 TechSavvy 將以人工智能協(xié)助乳腺癌篩選的例子，展望即將到來的人工智能醫(yī)療時(shí)代。
? ? ? ? 威脅女性健康的「罪魁禍?zhǔn)住?br>
? ? ? ? 據(jù)估計(jì)每年約有 40000 名婦女死于乳腺癌，美國每 8 名婦女中就會(huì)有 1 人患乳腺癌。中國不是乳腺癌的高發(fā)國家，但近年乳腺癌發(fā)病率的增長速度高出了高發(fā)國家 1~2 個(gè)百分點(diǎn)。
? ? ? ? 據(jù)國家癌癥中心和衛(wèi)生部疾病預(yù)防控制局 2012 年公布的 2009 年乳腺癌發(fā)病數(shù)據(jù)顯示：全國腫瘤登記地區(qū)乳腺癌發(fā)病率位居女性惡性腫瘤的第 1 位，在 45 歲前女性的所有腫瘤死亡率中，乳腺癌的死亡率也是最高的，其次是肺癌。
? ? ? ? 準(zhǔn)確判斷和及時(shí)發(fā)現(xiàn)乳腺癌非常重要，當(dāng)前防治乳腺癌的核心就是提高檢測準(zhǔn)確率，以挽救更多的生命。如果在早期階段發(fā)現(xiàn)可以治愈，目前在中國通過現(xiàn)有醫(yī)療技術(shù)，乳腺癌檢出率約 50%，早期腫瘤檢出率僅為 30% 左右。
? ? ? ? 數(shù)字乳腺圖像檢查
? ? ? ? 目前最常用的診斷乳腺癌的方法就是乳房 X 光檢查，然而，檢測影像的解讀給醫(yī)生帶來了很大挑戰(zhàn)，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致誤診：也就是真正患有乳腺癌的患者會(huì)被忽視，而并未患病的健康人反倒被做了不必要的手術(shù)，因?yàn)橛龅结t(yī)生拿不準(zhǔn)的時(shí)候，患者只能采取寧可信其有不可信其無的態(tài)度。
? ? ? ? 美國疾控中心和癌癥協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，每年美國大約有 1210 萬人接受乳腺 X 光圖片監(jiān)測，但其中約一半都有「假陽性」嫌疑。技術(shù)的落后直接導(dǎo)致乳腺癌過度篩查，為了避免錯(cuò)誤診斷，美國科學(xué)家已經(jīng)尋求人工智能幫助乳腺癌的篩查和預(yù)測，初步研究結(jié)果表明，這種方法提高了檢測效率和準(zhǔn)確性。
? ? ? ? 提高乳腺癌檢查準(zhǔn)確率
? ? ? ? 麻省理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室、哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院和馬薩諸塞州總醫(yī)院的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在利用人工智能來攻克乳腺癌篩查難題。
? ? ? ? 他們構(gòu)建了一套深度學(xué)習(xí)人工智能軟件系統(tǒng)，只需將檢測者的家族病史、人口統(tǒng)計(jì)信息、活組織檢查和病理報(bào)告等相關(guān)信息輸入，就能快速且準(zhǔn)確地判斷一個(gè)人是否患有乳腺癌。其原理在于：深度學(xué)習(xí)算法在發(fā)現(xiàn)高維空間中的某些特征時(shí)，往往有非常好的表現(xiàn)。任何兩個(gè)病人都是不同的，但他們的病例在某些高維空間中是類似的，于是這些科學(xué)家就用深度學(xué)習(xí)的算法，把這些高維空間中的類似性找出來了。
? ? ? ? 他們從麻省總醫(yī)院，布里格姆婦女醫(yī)院和牛頓韋爾斯利醫(yī)院收集了 91505 個(gè)乳腺病理報(bào)告，涵蓋期間從 1978 年到 2016 年。他們用從這些報(bào)告中提取 20 種不同類別的信息，包括不同腫瘤的特點(diǎn)等，來訓(xùn)練這套深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)。
? ? ? ? 為了確定該軟件系統(tǒng)的有效性，科學(xué)家對高危病變進(jìn)行了 335 次測試，準(zhǔn)確預(yù)測了 97% 的病灶。這意味著將有三分之一的非必要手術(shù)被阻止。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院 Constance Lehman 教授表示，「我們的研究提供了理論依據(jù)，人工智能不僅可以減少不必要的手術(shù)，而且也能夠幫患者制定更具針對性、個(gè)性化的護(hù)理方法?！?br>
? ? ? ? 圖為研究團(tuán)隊(duì)：Manisha Bahl，馬薩諸塞州總醫(yī)院乳腺成像獎(jiǎng)學(xué)金計(jì)劃主任；Regina Barzilay，美國麻省理工學(xué)院教授；Constance Lehman，哈佛醫(yī)學(xué)院教授
? ? ? ? 人工智能在癌癥檢測中的應(yīng)用潛力
? ? ? ? 這個(gè)人工智能軟件將取代 X 光檢查成為最佳的乳腺癌篩查工具，能夠幫女性做出更加明智的決策。工作效率大概是傳統(tǒng) X 光檢查的 30 倍，據(jù)估計(jì)醫(yī)生分析 50 例乳腺癌患者大約需要 50~70 小時(shí)，而該軟件僅需約 30 分鐘。另外，當(dāng)工作量變大時(shí)，人工智能的最大優(yōu)勢才能體現(xiàn)出來，那就是它永遠(yuǎn)不會(huì)疲倦。面對未來巨大的癌細(xì)胞篩查需求，人工智能檢測技術(shù)擁有人力無法匹敵的高效率。
? ? ? ? 今年 2 月，Nature 雜志以封面文章的形式報(bào)道了一個(gè)斯坦福大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)將利用人工智能診斷人類皮膚癌癥的成果。斯坦?？茖W(xué)家訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（convolutional neural networks，CCNs，一種深度學(xué)習(xí)算法）去識別皮膚損傷，準(zhǔn)確率堪比有多年行醫(yī)經(jīng)驗(yàn)的「專家級」人類醫(yī)生。
? ? ? ? 最近 IBM 的超級計(jì)算機(jī) Watson 幫助一名 60 歲婦女診斷出一種罕見的白血病。醫(yī)生本來以為這名婦女得了急性髓系白血病，但經(jīng)過對 2000 萬個(gè)癌癥研究論文進(jìn)行 10 分鐘的篩查后，Watson 給出了正確的結(jié)果，并提供了個(gè)性化的治療方案。
? ? ? ? 美國國家癌癥研究所預(yù)計(jì)，到 2020 年，美國花在癌癥上的錢將達(dá)到史無前例的 1580 億美元。人工智能在癌癥檢測中的應(yīng)用將更加廣泛，也將挽救更多人的生命。
? ? ? ? 人工智能醫(yī)療時(shí)代即將到來
? ? ? ? 最近發(fā)表在《老年神經(jīng)生物學(xué)》上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，人工智能可以幫助醫(yī)生檢測病人大腦掃描中的老年癡呆癥跡象，基于這項(xiàng)研究，科學(xué)家正在研發(fā)一套阿爾茨海默氏癥大腦智能識別告知系統(tǒng)。全球領(lǐng)先的醫(yī)療保健信息技術(shù)提供商 Medecision，也正在利用人工智能處理大量數(shù)據(jù)，來避免糖尿病患者住院。
? ? ? ? 在微軟內(nèi)部已經(jīng)有接近 100 個(gè)與醫(yī)療相關(guān)的項(xiàng)目，他們中既包括十分具有前瞻性的，也有已經(jīng)步入實(shí)際應(yīng)用層面。
? ? ? ? 未來人工智能將與人類醫(yī)生更加密切地配合，幫助醫(yī)生獲得數(shù)據(jù)做出準(zhǔn)確判斷。將有更多人因人工智能重獲健康、甚至是重獲生命，人類的平均壽命也會(huì)因人工智能的誕生而增長。
