周敏
過去的2年來,人工智能已成為政府以及各類資本的寵兒,AI開始與各垂直細分行業有了更深層次的結合。在醫療領域,隨著醫療大數據的厚積薄發和人工智能技術的發展,中國迎來了醫學人工智能時代的風口。有機構稱,2017年中國醫療人工智能市場規模將超130億元。
風口上的醫療人工智能,真的能代替專業的醫務人員坐診嗎?
國內醫學AI公司已近150家
HC3i中國數字醫療網日前發布了一份《2016—2017年度人工智能+醫療市場分析及趨勢報告》,預計到2025年,人工智能應用市場總值將達到1270億美元。
其中,醫療行業將占市場規模的五分之一。中國正處于醫療人工智能的風口:2016年中國人工智能+醫療市場規模達到96.61億元,增長37.9%。2017年將超130億元,增長40.7%。2018年有望達到200億元。
近日,青島市物價局批復關于IBM開發的醫生會診人工智能產品沃森(Watson)腫瘤機器人的收費,引發業界關注。醫院可根據自愿原則,與病人雙方協商并簽訂協議確定具體收費標準。這意味著,醫療AI產品作為醫療服務項目,其商業化臨床應用和推廣受到主管部門認可。
美國臨床腫瘤學會在5月份的年度會議中披露的數據顯示,IBM的沃森給出的癌癥治療方案,大部分時候與醫生的建議十分吻合。IBM公司也宣布,其用于幫助醫生診斷和治療患者的癌癥護理產品,已在分布全球的9家新醫療中心投入使用。
研究人員表示,沃森如今在針對不同癌癥推薦治療方案時,已經表現得十分出色。在印度進行的一項研究顯示,在治療肺癌時,沃森給出的治療建議96%的情況下與醫生的方案相吻合;治療直腸癌和結腸癌時,與醫生建議的吻合率也分別高達93%和81%。
此外,在泰國進行的一項研究中,針對結直腸癌、肺癌、乳腺癌和胃癌,沃森給出的治療建議也達到了相似的吻合度。而且,沃森在臨床試驗中篩選乳腺癌和肺癌患者的速度要比人類快78%,將篩查時間從110分鐘縮減到了24分鐘。
IBM沃森健康總經理Rob Merkel介紹,沃森產品目前已在13個國家開展臨床應用,并將很快推廣到20多個國家。其中沃森腫瘤和沃森基因解決方案,分別于去年8月和今年6月被引進中國市場。
除了IBM持續開發Watson Health來代替醫生為病人坐診外,從全球醫療AI布局方面看,還有谷歌 Google收購DeepMind成立DeepMind health,與英國NHS、皇家自由意愿合作開發輔助決策、視覺疾病機器學習。
在一些可以標準化、量化和結構化的情況下,人工智能有辦法通過不斷的學習和更新來完成工作。例如病理切片分析,每一個切片放大到40倍后再分析,對于病理學家來說是一個耗時耗力的工作,谷歌表示這套人工智能系統可以用10億像素級的拍攝效果自動檢測和定位腫瘤的大小,對于人類病理學家來說,這是一個非常有益的補充。
在大數據和人工智能的基礎上,英特爾先后與美國的一些醫療機構合作,共同開發了帕金森項目和協作式癌癥云。英特爾還與專注帕金森疾病研究的MichaeIJ.Fox基金合作,借助AI擴展人類基因庫,從而實現疑難病癥的診療。
國內,則有阿里發布ET醫療大腦,騰訊投資碳云智能、思派網絡等醫療人工智能公司,百度宣布要做醫療大腦,等等。
越來越多的公司開始利用人工智能來解決醫療難題。火石公司創造發布的《醫學人工智能產業圖譜和投資趨勢分析》報告顯示,中國已經成為全球領先的AI研發中心(全球兩個引擎——美國、中國),國內企業主要分布在北京、廣州和長三角地區。
基于對海量數據的分析和學習能力,人工智能在醫學領域應用的優勢顯而易見。比如,要培養一名醫生,通常需要8年。但最新研究表明,人工智能醫生僅通過4年的訓練,就學習了200本腫瘤領域的教科書、300種醫學期刊、超過1500萬份文獻和60多萬條臨床試驗信息,并開始在肺癌、乳腺癌、直腸癌等多個領域向人類醫生提出建議。
根據上述報告,醫療人工智能公司從1998年的3家增長到2016年的36家,2017年,據不完全統計,目前國內的醫學AI公司達到144家。
數據生成和共享的速度迅速增加,也是醫療人工智能發展的動力。據國際數據公司IDC預測,到2020年醫療數據量將達40萬億GB,是2010年的30倍,但其中80%為非結構化數據。
風險投資方面,報告顯示,國內人工智能領域相關投融資記錄共93筆 ,其中57筆披露明確金額。輔助診療獲投最多 ,其后依次為語音交互(13.2億元)、醫學影像(11.6億元)、健康管理(11.3億元)、信息化管理(4.5億元),但目前投資智能醫療機器人、藥物研發和虛擬助手較少。
近三年,全球醫療+人工智能融資活躍度逐年升高,從國內外投融資輪次及時間分布熱力圖來看,中國跟全球的距離非常近,基本上實現同步走,投資增長最快的時段為2013年到2016年,尤其是2016年總共投了25.8億元。
從數據看,A輪B輪融資金額較大,大多處于初創階段;行業集中度較低,尚未形成壟斷或者出現“獨角獸”。
技術、數據瓶頸制約多
對于國內醫學人工智能圖譜,火石公司做了九項分類,分別為:醫學影像(25家)、智能機器人(9家)、虛擬助手(5家)、藥物研發(3家)、輔助診療(41家)、健康管理(37家)、語音交互(8家)、信息化管理(25家)、其他(3家)。
從應用來看,目前醫療AI落地最多的是影像領域,AI幫助醫生更快、更準確地讀取病人影像數據,以做出更精確的診斷。火石公司稱,影像輔助診斷結合病理分析的準確率高達99.5%,市場空間巨大,融資金額達到30多億元,創業公司活躍度最高。endprint
不過,上海市兒童醫院影像科主任楊秀軍在接受采訪時卻說,目前兒童醫院沒有采用市面上任何一家智能影像公司的產品。“有的智能診斷產品針對某一種病,比如開發出一種軟件能更簡便快捷地診斷皮膚癌。但絕大多數的病變不是那么簡單的,比如有些患者確實患病,但其CT、磁共振或其他影像檢查中,沒有看到有異常的影像表現。還有,面對同一種影像異常,不同人的診斷會有不同。”
楊秀軍認為,想用一個軟件來診斷疾病,甚至替代醫生,只是一個夢想。人工智能可能在某些方面、某幾種疾病上,對醫生有所幫助。“比如我們把全球范圍內已經報道的某種腫瘤的影像尤其CT、MRI等進行統計學分析,形成影像組學,那么人工智能在這個領域潛力很大。”
計算機是否會取代放射科醫生呢?斯坦福大學醫學物理部主任邢磊認為,近期來看可能性不大,因為這一過程中還需要人來進行質量控制和最終決策。但是,技術確實會帶來巨大的幫助,除了提高效率之外,它可以提高質量和精度,促使很多醫生去想很多以前想不到的問題。
丁香園創始人李天天也有著同樣的看法,目前他們正與中南大學湘雅二院、大拿科技三方合作人工智能輔助診斷皮膚病應用,“不可能把所有皮膚病都列入,我們只選了紅斑狼瘡。” 李天天表示,第一階段幫助建立疾病采集及解讀;第二是處方建議及醫學建議;第三做醫生管理和患者教育。“現在還處在第一階段,因為準確性沒有達到想象的高度,因此需要不斷調整算法。”
平安創投董事總經理張江認為,目前的醫療AI尚處于早期,仍存在著較多技術壁壘未能突破,實際應用尚存在不確定性。“計算機不能應付復雜環境,無法處理模糊的、連續的、不完美的數據,認知層面的知識表達、信息補足瓶頸仍待突破。數據缺失、缺乏統一標準、醫患不信任、監管空白都制約著發展,且目前亦無清晰的盈利模式,買單方不明確。”
悉尼科技大學工程與信息技術學院教授操龍兵認為,雖然各醫院都有大量的病人醫療數據,但彼此之間并不共享,數據是碎片化的,無論是健康人還是非健康人的數據都非常缺乏。
據了解,獲取醫療人工智能所需的數據,成本很高,數據來源的正當性也常受質疑。
就在7月4日,英國信息委員會(ICO)做出裁決,判定英國皇家自由醫院在與谷歌分享數據時,未能充分保護患者隱私。2016年年初,皇家自由醫院曾將大約160萬名患者的信息交給谷歌子公司 DeepMind 進行醫療試驗,以期找到發現腎臟損傷的全新方法。之后,皇家自由醫院雖然沒有被處以罰款,但是簽署了承諾書,保證改變處理數據的方式。英國數據保護官伊麗莎白·德納姆在一份聲明中稱:“科技的進步,不該以犧牲民眾最基本的隱私權作為代價。”
在中國國內,獲取醫療數據同樣面臨著巨大的難題。醫院內部人士表示,原則上,把醫院的數據拿出去是不可能的,涉及到病人隱私、醫學倫理、法律等多個方面。
AI醫療的發展,有三個主要的部分:數據、模型、算法。在數據方面,除了需要大量的高質量數據以外,數據的標準化也至關重要。
不過,目前國內各醫院系統并不相連,也沒有統一規范的臨床結構化病歷模型標準,不同醫院的病歷書寫存在差異,非結構化的數據導致高效率的大數據挖掘很難實現。而且,由于國內臨床病歷缺乏規范,不少診斷細節在病歷中無法體現,此外,與國外患者離院后延續性的隨訪體系不同,國內患者離開醫院失訪率非常高,臨床病歷和高度碎片化的數據實際價值有限。
雖然數據不集中、不規范是目前智能醫學發展的最大障礙之一,但邢磊認為,國內在這一方面還是有很多優勢的,畢竟政府可以很高效地進行協調、協商,設法解決這個問題。
AIRDOC創始人兼CEO張大磊表示,“數據標注的問題應引起重視。實際上,人工智能80%的時間是在做數據預處理工作,醫療領域的標注是一個瓶頸。未來2到5年之內,小樣本學習理論層面會獲得足夠的突破,但近一兩年還是要大量醫生去做標注。”
張大磊稱,另一個制約因素在于數據質量。醫生是高度個性化的工作,非技術結果如果處理不好,很可能產生數據污染。“不管在美國還是中國,大多數醫院里拿出來的數據都缺乏標準化。同樣一個病,10個大夫會給出5種或3種診斷意見,到底誰對誰錯,有時候很難說。處理過程中,往往有很多技術之外的因素存在,這些因素如果不處理好,很可能產生數據污染。”
第三則是交互問題。總體來說,病人和醫生交互環節越多,各方面的信息質量越差。在處理這些數據時,丟失的信息會對結果判斷產生影響。endprint