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人工智能与智慧医疗研究

毕业论文库:计算机论文 时间:2020-08-11 点击:

摘要:现如今,随着人们健康意识的日益提高和人工智能技术的逐步成熟,人工智能技术在医疗领域的应用已经在理论和实践上取得了诸多成果。无疑,以人工智能技术为内核的智慧医疗模式将是未来医疗领域发展的大方向。本文基于已有的智慧医疗研究成果和典型案例,总结了智慧医疗发展的现状;也对智慧医疗在发展过程中遇到的问题进行了归纳和总结;同时,针对问题提出了一系列对策性建议。
   
    关键词:人工智能;智慧医疗;医疗技术革新
   
    艾伦·麦席森·图灵(AlanTuring)早在1950年发表的《计算机器与智能》中就表达了自己对"人工智能"的看法。1956年达特茅斯会议上首次提出了"人工智能"这一词汇,标志着"人工智能"作为一个独立的研究领域首次出现在公众视野中。
   
    在这次会议后,得益于大数据的积聚、理论算法的革新和计算机计算能力的提升,"人工智能"取得了快速的发展:2012年,在图片分类比赛ImageNet中,多伦多大学教员、谷歌大脑研究员杰弗里辛顿的学生IIyaSutskever和AlexKrizhevsky使用深度学习打败了Google团队;也就是在同一年,斯坦福大学教授吴恩达(AndrewNg)和谷歌首席架构师杰夫·迪恩(JeffDean)一起开展了"谷歌大脑"项目的研究,将人工智能技术成功地应用于语音和图像的识别上。
   
    当今快速发展的人工智能技术逐步进入我们的日常生活和生产中,在医疗、安保、金融等广大领域发挥着独特的作用。如今造成看病难的一个重要原因便是医疗资源的供给不足,尤其是在欠发达的农村和西部地区,这一问题就更加明显;另一方面,不同医生的专业素养和诊疗水平也存在差距,医疗从业人员质量参差不齐,这也是造成看病难问题的一个原因。在医疗领域,人工智能技术因为成本较低,同时具有较强的可复制性和易推广性,在未来将会成为解决医疗资源供给不足、分布不均以及医生专业水平参差不齐等问题的有效手段。2017年,国务院提出要大力推广人工智能技术参与治疗的新医疗模式,同时出台了《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018至2020年)》,加快构建智能医疗体系。
   
    一、人工智能在医疗领域的运用
   
    (一)智能数据诊断
   
    在传统医疗中,在经过对患者的问诊和一系列医学检查后,医生方可得出最后的诊断结果,在这一过程中,医生无疑居于主导地位。近年来,随着医学诊疗技术的发展,在诊断中需要医生参考和审阅的数据越来越多,医生想要做出精确的判断,就必须大量阅读相关检查资料,这无疑增强了医生的工作强度,使医生很容易出现疲劳和诊断失误的情况。但是,利用人工智能技术开发出的应用对海量的数据进行分析,并在此基础上做出诊断,这将在很大程度上减轻医生的工作强度,并且提升诊断的准确性。
   
    目前,该项研究已经取得了一定的成果。前期,使模型对海量存在明显异常的影像数据进行辨别和记忆,在此基础上,使模型最终可以实现对影像数据异常点进行自动识别和标注。智能影像诊断利用其高速性和较高的准确性来帮助医生审阅相关资料,无疑减少了医生大量的无意义劳动,在模型的判断和筛选下,诊断结果的准确性也得到了不同程度的提高。
   
    但是,前文就已经提到过,高准确度的诊断模型的建立,是需要建立在大量标注异常的影像数据的记忆和识别的基础上,大多数情况下,医疗数据中或多或少都包含着患者的一些隐私信息,在国家和民众日益关注个人信息安全的今天,想要获取足够多的信息存在一定程度上的困难。
   
    (二)语音电子病历
   
    患者在正式治疗前,医生需要详细询问其症状、病史和检查结果等内容,并作为病历详细记录下来。但在很多情况下,医生的双手因为各种原因会被占用而不便进行记录,在后期的补录中,很可能会出现错记漏记的情况,也使得医生的工作量增加,不利于下一步治疗工作的开展。
   
    为了解决这一问题,北京大学口腔医院协同科大讯飞共同研发了一套名为"基于语音的门诊病历采集系统",该系统利用自然语言处理和语音识别技术,在医生与患者的沟通和交流过程中,对谈话内容进行现场录音,再经过系统的进一步处理,就会生成结构性的电子病历,之后,医生对系统生成的电子病历进行简单的检查和确认,病历的书写和记录工作就可以在很短的时间内完成。该系统可以以一种更直接的方式记录医生与患者的诊疗数据,大幅度提高医生的诊断效率。
   
    (三)智能问诊
   
    医生在做出诊断和给出治疗方案之前,需要深入了解患者的情况,患者在这一过程中,有迫切得到合理治疗的愿望,如何提高医生诊断效率,切实保障每名患者得到及时救治的权利,将是一个十分重要的议题。北京康夫子科技有限公司研发了一套预问诊系统,系统会从预约挂号开始,通过模拟医生来进行一系列先导性的问诊,详细记录患者的相关信息。为了帮助医生在正式诊断前提前了解患者情况,该系统还会将患者所回答的问题整理成规范的病历形式。该系统主要的优势有以下几点:(1)患者由于医学专业知识有限,在预问诊阶段,患者的回应大部分是日常生活中的通俗用语,为方便医生的进一步诊断,系统能够将其翻译为标准的医学用语;(2)在预问诊时,每则医学术语都配有易于大众理解的详细解释,降低了系统使用的门槛,使患者能更加高效准确地回复,提高预问诊的效率。
   
    二、人工智能为医疗技术革新带来的机遇
   
    (一)提升医疗服务水平
   
    通过与物联网、智能健康设备等途径,人工智能对其搜集的用户健康数据进行分析和汇总,建立用户个人健康档案。在此基础上,进行包括个人健康、产后调理、慢病管理等方面的个性化的用户健康指导,使用户更好地进行自我健康管理。具体操作是:人们在身体不舒服的情况下,可先通过问诊平台,对自身状态有初步了解,在有需要的前提下,根据指导去医院做相关检查治疗。
   
    (二)缓解医疗压力
   
    基层社区医疗是医疗服务体系中的基础部分,同时也是面对问题最多、医疗压力最大的部分,人工智能技术对于提升基层社区的医疗水平、缓解医疗压力发挥着十分重要的作用。
   
    人工智能技术在基层社区医疗中发挥作用的最显着的标志,便是卫生站医疗AI的普遍应用:一方面,医疗AI的使用,使得诊断信息的共享成为可能,即相当于给基层医生提供了更多的诊断样例;同时,当疾病复杂且来势较急时,亦可通过医疗AI进行远程紧急处理,防止病情的恶化,为患者接受进一步的治疗奠定基础和争取时间。
 

 
    三、智慧医疗面临的挑战
   
    (一)技术问题
   
    大量的数据信息是智慧医疗发展的基本条件。近些年来,由于电子病历的应用和发展,大量病历数据在医院积累下来,但由于不同医院之间缺乏共同的数据标准以及病例数据共享机制,所以智慧医疗的发展受到了很大程度的限制。
   
    同时,人工智能模型在医疗领域的应用,有很大一部分都是很难解释其决策原理的黑箱模型。医生不了解模型做出决策的机制,就无法向病患解释,很大程度上制约了智慧医疗的进一步发展。所以想要进一步发展和推广智慧医疗,提高其可解释性是十分必要的。
   
    (二)隐私问题
   
    在医疗领域,人工智能技术的应用将会收集许多包含个人隐私的医疗信息。这些被采集的患者医疗信息,如果发生泄露并被不法分子利用,那么将对当事人造成极大的不利影响,也会使当事医院产生严重的信任危机,降低医院社会公信力。例如,可以利用这些泄露的医疗信息来抨击竞争对手,使其受到不利的影响;不法黑客也可以通过侵入医院数据库获取患者信息,如果患者恰好患有诸如艾滋病等一类的病症,那么这些信息的泄露将很可能导致患者受到世人的疏远。
   
    云计算技术已经成为人工智能应用的主要架构,但无疑,储存在云端的医疗领域的隐私信息,如果不能使用更加可靠的加密技术,将会进一步增加医疗数据的泄露风险。
   
    (三)法律问题
   
    对于智慧医疗这一新生事物,在应用过程中产生法律上的纠纷,将是无法避免的问题。相较于传统医疗而言,人工智能技术的应用虽然可以提高诊断结果的准确性,但如果人工智能诊疗系统做出误判,就会产生误诊,甚至造成医疗事故。由于相关法律法规的不健全,一旦产生问题,患者将面临无法可依的窘迫情况,难以保护自己的合法权益。
   
    相关法律法规的不健全将会是智慧医疗发展过程中不可避免的问题,如何明确当事各方责任和义务,切实保护患者合法权益,将是未来立法者和相关部门要重点考量的问题。
   
    四、对策建议
   
    (一)建立信息共享机制
   
    建立医疗信息及时共享机制以及相关医疗数据标准,将是接下来智慧医疗发展的大方向:首先,各级各类医疗机构应在保护患者隐私的大前提条件下尽可能多地共享医疗数据,这样会便于医疗人工智能应用研发机构的研发工作;其次,开发相关医疗人工智能应用的企业应在模型的可理解性上加大研发力度,使智慧医疗真正成为未来全民化的医疗新模式。
   
    (二)保护云端信息安全
   
    在保护患者隐私、防止其遭受不法侵害方面,应加大对患者诊疗信息的法律和技术保护力度,在法律上,用高昂的犯罪成本使不法分子不敢为,在技术上,用过硬的加密技术使不法黑客不能为。
   
    (三)完善相关法律法规
   
    针对智慧医疗面临的法律问题,最重要的就是要做到有法可依,立法者应加强调研和论证,针对目前智慧医疗已经出现的问题,制定能有效解决纠纷、保护各方合法权益的法律法规;同时,各级各类医疗机构应增强法律意识,严格依规依法使用人工智能技术,将风险及时地告诉患者;作为患者,更应积极保护自己的合法权益,与医院签订相关文件,达成共识,在自己的合法权益被侵犯时,更应积极地拿起法律武器保护自己的合法权利。
   
    参考文献  
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