《電子技術(shù)應(yīng)用》
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機器學(xué)習(xí)+精準(zhǔn)醫(yī)療是未來超算中心研究的重點

2018-11-20

  眾所周知,中國的超級計算機在世界上處于領(lǐng)先水平,天河二號和神威太湖之光都先后霸占世界超級計算機排名榜首多年,超算技術(shù)是中國的驕傲。近幾年,人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)大火,也得到了很多資本市場的青睞,當(dāng)超算與人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合,其應(yīng)用前景將更加廣闊。

  截至目前,中國共建成了六座超算中心,國家超級計算長沙中心就是其中的一個。在中國醫(yī)療科技大會上,彭紹亮教授發(fā)表了《基于超算的人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)》的演講,作為“天河”超級計算機生命科學(xué)方向負(fù)責(zé)人,他為大家詳細(xì)介紹了超算與醫(yī)療、健康等數(shù)據(jù)融合在電子病歷和人工智能醫(yī)生方面的應(yīng)用,并闡述了如何從診前、診中、診后全面支持醫(yī)生進行全方位精準(zhǔn)、高效的診療。

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  國家超級計算長沙中心副主任彭紹亮

  從醫(yī)學(xué)影像到電子病歷

  彭紹亮教授表示,目前國家超級計算長沙中心與華大基因、上海藥物所、軍事醫(yī)科院及超過六百家三甲醫(yī)院進行合作,所做的這些研究是基于電子病歷大數(shù)據(jù),從微觀、宏觀的醫(yī)學(xué)影像再到電子病歷。他認(rèn)為,由于對身體機制的不了解,導(dǎo)致人們在面臨癌癥、腫瘤時非??謶?。

  如今,智慧醫(yī)療的概念很火,但實際落地的情況并不理想。彭紹亮教授表示,當(dāng)前生命科學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)了很多大數(shù)據(jù),這不僅是一個醫(yī)學(xué)難題,也成為了數(shù)據(jù)分析的瓶頸。他還希望把高性能計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等最新技術(shù)結(jié)合起來,并應(yīng)用到生命科學(xué)領(lǐng)域去解決實際的問題。

  彭紹亮教授表示,目前他正在做腫瘤癌癥精準(zhǔn)醫(yī)療與下一代超級計算相結(jié)合的研究,這里面最關(guān)鍵的技術(shù)就是數(shù)據(jù)挖掘,即數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)標(biāo)注,目前已經(jīng)搭建了一個耗資約三千多萬的人工智能集群。

  醫(yī)療大數(shù)據(jù)、人工智能與超算的結(jié)合

  超算的價值可以從它對醫(yī)療大數(shù)據(jù)的貢獻看出來。彭紹亮教授提到,他的團隊研發(fā)了一款健康體檢機器人,主要功能有收集驗血、驗?zāi)驍?shù)據(jù)等,它可以采集多達(dá)130項的健康體檢指標(biāo),最重要的是可以拿這些健康體檢數(shù)據(jù)跟后臺幾千萬健康人的數(shù)據(jù)做對比,從而分析和評測出受檢人的健康狀態(tài)。

  如今,人們?nèi)鴥?nèi)三甲醫(yī)院看病的一大難題就是掛號,很多時候病人因為掛號耽擱了最佳的糾就診時間。彭紹亮教授提到,其團隊推出第一個國內(nèi)實現(xiàn)先看病后掛號的機器人,當(dāng)人們與機器人握手、拍照、問答等,機器人會為患者提供全方位的服務(wù),如當(dāng)患者不知道掛號的科室,掛號機器人也能清楚地指出來。彭紹亮教授希望將掛號機器人打造成一個全科醫(yī)生,讓它擁有所有的疾病知識。

  如何將醫(yī)療大數(shù)據(jù)、人工智能與超算的結(jié)合,并用于實際之中是彭紹亮教授的團隊們在研究的課題。他提到,目前這個人工智能醫(yī)生已經(jīng)在香港、澳門等地做過人工智能診療和醫(yī)療大數(shù)據(jù)分析。

  人工智能機器人怎么看病?

  人工智能醫(yī)療主要解決兩類問題,一類是全球誤診率最高的十種疾病,另一類是全球患病人數(shù)最多的十種疾病。彭紹亮教授認(rèn)為,隨著鈣的流失,骨質(zhì)疏松的概率會增加,人們每一次的摔跤或骨折并非偶然。人工智能醫(yī)療一個有趣的地方是用數(shù)據(jù)驅(qū)動整個模型,其團隊做了個骨質(zhì)疏松機器人,這個機器與多家醫(yī)院進行合作,展開了多次的大規(guī)模免費義診。目前這個機器已經(jīng)收集了國內(nèi)幾十萬人骨質(zhì)疏松的數(shù)據(jù)。還有一個健康巡防機器人,它可以代替醫(yī)生在危重傳染病房進行全天的巡防,防止醫(yī)生和危重傳染病人的接觸與二次感染,巡防機器人能學(xué)習(xí)整個地圖并與病人進行交互和數(shù)據(jù)采集,機器人看病的過程很簡單,患者首次刷下身份證和醫(yī)???,下次刷臉就可以完成骨質(zhì)疏松的篩查。

  彭紹亮教授表示,他們的核心技術(shù)是通過智能機器人的協(xié)助來提升診前、診中、診后的效率和精度,希望建立中國人的全數(shù)字生命周期健康管理系統(tǒng),盡可能地收集到各個維度的數(shù)據(jù),包括先天性DNA數(shù)據(jù)、電子病歷、生活習(xí)慣等。未來人們的后代可以在互聯(lián)網(wǎng)上跟數(shù)字化生命對話。

  在抑郁癥篩查平臺方面,由于抑郁癥患者誤診率高且隱私保障難以保障,通過抑郁癥篩查平臺,結(jié)合相應(yīng)的量表及數(shù)據(jù)庫,通過給患者進行針對問答,監(jiān)測患者的腦電、表情數(shù)據(jù),然后分析和診斷患者的病情。

  機器人幫助每個家庭進行疾病的預(yù)測與治療

  深度學(xué)習(xí)在電子病歷上的應(yīng)用是通過電子病歷數(shù)據(jù)進行相關(guān)醫(yī)療任務(wù)的預(yù)測,它將臨床數(shù)據(jù)和基因數(shù)據(jù)打通實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)的融合。彭紹亮教授表示,他的團隊把患者的先天數(shù)據(jù)與后天電子病歷數(shù)據(jù)進行整合,建一個全天候的家庭健康醫(yī)生,對每個家庭成員進行健康評估,預(yù)測成員未來5到20年的疾病風(fēng)險,然后針對性地進行干預(yù)和呵護。

  除了在醫(yī)療和人工智能上的研究,彭紹亮教授與他的團隊也在做醫(yī)療和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的研究,這個研究的目的是打通醫(yī)院個基因公司間的數(shù)據(jù)壁壘,機器學(xué)習(xí)+精準(zhǔn)醫(yī)療也是未來研究的重點。


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