醫療業人工智能革命即將到來

全球人口老齡化，對消費者基因檢測和其他技術進步的認識增強，這些將促使遺傳學檢測市場到2024年規模達到103億美元。

全球人口老齡化，對消費者基因檢測和其他技術進步的認識增強，這些將促使遺傳學檢測市場到2024年規模達到103億美元。

人工智能是推動遺傳測試發展的主要動力之一。人工智能和基因組學數據的結合，有助于推動精準醫學，了解我們的身體為什么會對不同的藥物、病毒和環境做出反應。了解這些將有助于改變對患者的診斷和治療方式。據分析公司Frost＆Sullivan預測，到2021年的未來三年內，人工智能系統將在醫療保健行業創造6.7億美元的價值。

醫療行業可能是數據驅動收益最具潛力的領域之一。然而，這不僅僅是因為人工智能，還因為醫療數據存在整體混亂的問題。患者數據的存儲方式仍然是碎片化的，大部分數據仍以紙質形式保存。因此，即使在各種人工智能方法激增之前，數據收集、數據統一、數據處理以支持更好的醫療保健方式，這些仍然有巨大的發展潛力。

Blueprint Genetics是一家位于芬蘭和舊金山的基因檢測公司，迄今擁有100多名員工，從芬蘭、德國、瑞士和舊金山的風險投資公司那里累積獲得19億美元的股權。

Blueprint Genetics公司首席執行官Tommi Lehtonen表示：“我們正在構建一個非常復雜的軟件平臺，解決三種不同的艾滋病問題，通過完全透明和可追溯的分析方法，提供可擴展和高質量的基因檢測，換句話說，我們正在從DNA檢測中去除那些不可靠的、難以追蹤的基因檢測結果。”

Lehtonen認為，監管不會成為在基因測試中使用和發展人工智能的一個障礙。

“不同的統計分析方法以及人工智能方法正在獲得如此多的關注，我相信這個行業將會與監管機構找到合適的方向。阻礙增長的因素可能是有如此龐大的、高質量的數據集。現在我們在數據共享方面取得了很好的進展，但總有一個問題，那就是真正純粹的高質量數據很難快速積累起來。”

但沒有人工智能的話，這個充滿數據的遺傳學新世界將會何去何從？Lehtonen認為，有可能跟今天的情況差不多。

他說：“遺傳學有著巨大的機會，我認為企業和研究小組最近才真正開始研究數據。另外，不是所有的分析都需要采用不同的人工智能方法，而且無監督式人工智能（unsupervised AI）至少在一開始的時候，可能會對具有規范性的臨床環境應用帶來挑戰性。然而，例如在DeepVariant項目中，我認為生物數據和人工智能的結合可能會有著非常光明的前景。”

一 人工智能和行為改變

加拿大人工智能初創公司Kiwi從FounderFuel、IncWell Venture Capital、加拿大商業發展銀行以及Angel Investors那里為他們的人工智能應用籌得了250萬美元的風險資金，這款應用專門用于幫助人們戒掉煙癮。

Kiwi公司將其稱為預測性醫療，Kiwi的人工智能和機器學習可以自動學習用戶的吸煙習慣，當用戶吸煙的時候進行自動追蹤以確定其行為模式，然后預測下一次有吸煙沖動的時間。該應用會為用戶生成一個吸煙時間表，以逐步拉長兩次吸煙的時間間隔，幫助用戶按自己的步調來戒煙。在這個名為Cue的應用中，機器學習可以預測下一次你可能會在什么時候吸煙，如果你延長了時間間隔就會得到獎勵。每當吸煙者延長時間間隔的時候，他們就會獲得可轉換為亞馬遜積分的信用值。Kiwi公司表示，他們計劃未來進一步擴大可兌換積分的選項。

二 人工智能和診斷

2018年1月，美國聯邦藥物管理局（FDA）將Cognoa基于人工智能的軟件指定為新自閉癥II類診斷醫療設備。

Cognoa首席執行官Brent Vaughan表示，這打開了改變患者行為健康狀況診斷和治療方式的一扇大門。Cognoa的人工智能會學習如何提高最初的診斷準確性，作為診斷自閉癥醫療設備的篩查工具。

Vaughan表示：“關于在醫療領域使用人工智能引發了很多討論。根據FDA的決定，Cognoa發展道路很明確，那就是將我們的軟件作為一種醫療設備，運用人工智能的力量從根本上改變從自閉癥開始的行為健康狀況護理標準。在這個早期診斷和早期治療可能對改善終身至關重要的領域，我們正在展現人工智能如何以獨特的方式解決那些未得到滿足的健康需求。”

Vaughan說，在如今的醫療體系中，自閉癥診斷的平均年齡為4．1歲，在治療影響最大的關鍵性早期干預窗口之后逐漸下降。早在患者18個月大的時候，Cognoa的第一個應用就被臨床驗證可用于識別兒童是否患有自閉癥。

三 醫療領域中的增強現實、虛擬現實和混合現實

USC混合現實實驗室成員兼總監Todd Richmond表示，在這種新的醫療范例中，虛擬現實、增強現實和混合現實（VAMR）技術將在某些方面帶來好處。

Richmond 表示：“從醫學和術后護理，到身體和心理康復，VAMR技術除了作為直接治療工具之外，還在醫療和行為領域有著更廣泛的應用，包括患者培訓和降低術前壓力，這將有助于改善患者的整體體驗，從而可能改善患者報告的結果。”

2017年10月31日，在荷蘭阿培爾頓的＇S Heeren Loo殘疾人護理中心，一位治療師正在測試一種會播放海豚電影的新型尖端防水虛擬現實（VR）眼鏡。與野生海豚一起游泳似乎只能是一種夢想，而在池子里圈養海豚變得越來越有爭議性，環保人士將其視為一種殘忍的行為。荷蘭非營利性組織Dolphin Swim Club認為，他們已經找到了一種方法，通過VR技術提供身臨其境的體驗，讓人們特別是殘疾人更身臨其境地感受到這種愉快的體驗。

Richmond表示，在醫藥方面面臨的最大挑戰之一就是患者的依從性。

“如果患者不堅持治療方案，所有先進的成像、機器人手術和藥物干預都會被邊緣化。個人健康傳感器的大量增加使這一問題更加復雜化，因為個人的非正式可穿戴設備和健康記錄、以及各種信息開始混雜在一起，對于那些已經被現狀所困擾的人來說，信息越來越多地涌現，但是對他們的幫助卻越來越少。”

Richmond認為，VAMR在這個領域正在以某種方式兌現承諾。

“首先，VAMR提供了一種傳遞信息的新媒介。這其中關鍵是數據能夠向患者‘講故事’，告訴人們如何運用信息，如何學習，以及如何改變行為。VAMR代表了一種幫助數據講故事、改變生活的新途徑。”

“其次，VAMR可以作為身體健康和身心健康‘游戲化’這個更廣泛概念的一個組成部分。我們已經看到新技術與游戲相結合用于受傷——特別是中風康復——所帶來的良好結果。VAMR和游戲化，讓可怕的物理治療和康復變成了一種真正的游戲，這讓患者參與到這個過程中，并在更長的時間內保持治療。”

位于法國的Rossetti康復中心擁有一個步態實時分析交互實驗室（GRAIL），該實驗室專注于步態分析和訓練的解決方案。該解決方案采用一個雙走道，配備各種儀器、動作捕捉系統、三臺攝像機和EMG，全部這些都與VR環境是同步的。

Richmond說，VAMR會帶來最大影響的一個領域是數字療法。VAMR技術可用于支持治

療各種心理問題，如創傷后應激障礙、恐高癥、焦慮癥、抑郁癥、阿爾茨海默氏癥和癡呆癥。

Richmond說：“醫療型VAMR對于治療身體疾病能起到一定的幫助作用。華盛頓大學的一個研究小組已經嘗試使用VR來治療燒傷患者的疼痛（分心治療），結果令人鼓舞。此外，在一些不適合使用傳統療法（考慮中風患者的運動能力有限，因此限制了他們的治療選擇）的情況下，VR技術支持的交互式的、引人入勝的身體康復計劃，已經被證明可以提高患者康復率。”

“就我個人而言，VR讓我感到興奮的不是對現實世界情況的復制，而是以一種人類可以探索自己心靈、并積極影響日常生活的方式，來重塑潛意識和無意識的世界。考慮到這一點，不難看出醫療型VAMR擁有的巨大潛力。”

但根據倫敦Digital Catapult數字健康部門負責人Andrew Chapman的說法，這些公司都需要克服的阻礙。

Chapman表示：“要克服的兩個最大障礙，是讓監管部門接受，以及醫療保健專業人員（HCPs）的采納。早期所取得的成功，主要是由那些擁有成熟管理框架、與HCP密切合作設計出產品的公司所推動的。”

Chapman表示：“隨著AR和VR等身臨其境的技術，當前硬件的高成本和復雜性以及缺乏監管指導的情況進一步困擾了這種情況。 “到2018年，隨著低成本獨立硬件的發布和快速擴散，我們將看到前者的障礙 －但監管方面的突破需要更長的時間。”

Chapman認為，在我們看到可預設的數字療法之前，沉浸式技術的使用還有很長一段路要走。

他說：“學術界在心理健康領域已經有了一些例子，并且在TouchSurgery、Medical Realities和Pearson Immersive等醫療訓練方面也有一些出色的應用。“我們已經看到了人工智能在醫療領域的早期應用，例如，放射科／病理學領域對機器學習的運用正在快速發展，并且人工智能比VR／AR解決方案更接近市場。”

NTT DATA Services健康計劃咨詢自動化負責人Deana Rhoades表示，采用這些技術的最大障礙，都是與信任和忠誠度有關的。

“雖然千禧一代對特定提供商的忠誠度較低，但他們更關注可用性和便利性；老一輩對醫生非常忠誠，更喜歡面對的診治。技術社區必須克服虛擬代理要取代提供商的觀點——相反，虛擬代理是要讓提供商更好地為患者服務。”