《電子技術(shù)應(yīng)用》
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科技巨頭與初創(chuàng)公司紛紛出手 AI醫(yī)療發(fā)展急需找到一個(gè)平衡點(diǎn)

2020-03-18
來源:電子發(fā)燒友

  2019年12月17日,美國國家醫(yī)學(xué)院(NAM)發(fā)布《醫(yī)療人工智能:希望·炒作·虛夸承諾·危險(xiǎn)》報(bào)告,該報(bào)告論述歸納了醫(yī)學(xué)領(lǐng)域AI研究和實(shí)踐,但也指出目前AI應(yīng)用的挑戰(zhàn)和局限。

  近幾年,“AI+醫(yī)療”的概念被炒得火熱,無論是科技巨頭還是初創(chuàng)企業(yè)都爭相涌入。所謂的“AI+醫(yī)療”,其實(shí)是人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的運(yùn)用與發(fā)展,其應(yīng)用主要表現(xiàn)在智能診斷、智能影響識(shí)別(如CT影像病灶識(shí)別)、智能健康管理、智能醫(yī)藥研發(fā)和醫(yī)療機(jī)器人等方面。

  在降本增效方面,業(yè)界普遍看好“AI+醫(yī)療”的前景,因?yàn)獒t(yī)療行業(yè)發(fā)展到今天,全世界都面臨著同樣的問題,即醫(yī)療資源和社會(huì)需求及支出之間越來越突出的供需矛盾。美國醫(yī)學(xué)聯(lián)合委員會(huì)2016年4月發(fā)布的研究報(bào)告稱,未來10年美國將面臨61700到94700名醫(yī)生缺口。

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  除了優(yōu)秀醫(yī)生的缺失,醫(yī)療成本也越來越高。以美國醫(yī)療保健支出為例,根據(jù)美國《健康事務(wù)》雜志的最新報(bào)道,美國的醫(yī)療保健支出在2018年增長了4.6%,達(dá)到3.6萬億美元,增速高于2017年的4.2%。

  實(shí)際上,人口老齡化、慢性病增多、新藥研發(fā)費(fèi)用都是不斷推高醫(yī)療成本的因素。如何在不降低醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量的前提下降低醫(yī)療成本,成為各國政府面臨的難題。而以深度學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)的人工智能技術(shù)恰好契合醫(yī)療行業(yè)的需求。

  搶占AI醫(yī)療市場 科技巨頭與初創(chuàng)公司紛紛出手

  20世紀(jì)70年代,人工智能專家系統(tǒng)開始參與參與到疾病的診療中,但尚不成熟。1997年,達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)研發(fā)成功,2000年美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床。2011年,人工智能在醫(yī)學(xué)影像識(shí)別和自然語言理解方面的輔助診療系統(tǒng)的進(jìn)步引人注目。

  近幾年,IBM、谷歌、微軟、亞馬遜、臉書、蘋果等科技巨頭都在人工智能領(lǐng)域投入大量的資源,建立龐大的人工智能團(tuán)隊(duì),搶占人工智能市場。這一戰(zhàn)火也延續(xù)到了醫(yī)療健康領(lǐng)域,試圖用人工智能改變甚至顛覆傳統(tǒng)醫(yī)療健康行業(yè)。

  以IBM公司為例,早在2013年,IBM就開始與全美綜合醫(yī)院排名前四的克利夫蘭診所進(jìn)行全面合作,研究如何利用IBM的“沃森(Watson)”人工智能系統(tǒng)提高護(hù)理水平。沃森健康部門成立后,IBM收購了一些醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)提供商和分析商,與傳統(tǒng)醫(yī)療器械和藥物生廠商、銷售商,以及大型醫(yī)院和醫(yī)療機(jī)構(gòu)展開合作。在此基礎(chǔ)上,IBM選擇腫瘤精準(zhǔn)治療作為主攻領(lǐng)域。

  AI醫(yī)療作為新興領(lǐng)域,IBM、谷歌等巨頭都僅僅是近幾年才入門,還有大量市場空間留給中小公司。因此,智能醫(yī)療領(lǐng)域的初創(chuàng)公司如雨后春筍般大批出現(xiàn),這些企業(yè)通常根據(jù)自己創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)和特長,專注于智能醫(yī)療的細(xì)分領(lǐng)域,如醫(yī)療影像與診斷、藥物挖掘、急癥室與醫(yī)院管理等。

  AI醫(yī)療被“高捧” 大肆宣傳的背后被質(zhì)疑“炒作”

  美國大型咨詢機(jī)構(gòu)APCO Worldwide公司在今年八月發(fā)表了一篇題為“Artificial Intelligence in Healthcare: Hype or Hope?”文章,質(zhì)疑AI醫(yī)療究竟是“炒作”還是“希望”。文章認(rèn)為,AI確實(shí)有很大的潛力改變醫(yī)療保健領(lǐng)域,但是對(duì)AI的宣傳可能過度,關(guān)于AI在醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用仍存在爭議。對(duì)于AI和機(jī)器學(xué)習(xí)是否可以更大規(guī)模的為患者提供價(jià)值,許多醫(yī)療行業(yè)的領(lǐng)袖都持懷疑態(tài)度。

  雖然人們對(duì)人工智能及相關(guān)技術(shù)(如手術(shù)機(jī)器人)的潛在前景存在普遍共識(shí),但也有人擔(dān)心這些技術(shù)被過度推銷和炒作,從而在臨床中產(chǎn)生可信度問題。

  中國陸軍軍醫(yī)大學(xué)的研究人員,近期進(jìn)行的一項(xiàng)“患者對(duì)人工智能醫(yī)療的認(rèn)知及信任度”調(diào)查顯示,對(duì)人工智能應(yīng)用于臨床醫(yī)療,患者接受度和信任度最高的是醫(yī)療后勤環(huán)節(jié),其次為醫(yī)患接觸較少的醫(yī)療輔助環(huán)節(jié),在做手術(shù)等醫(yī)療核心環(huán)節(jié),人工智能介入的工作越多,占據(jù)角色越重,患者接受度和信任度越低。(參考自《中國醫(yī)學(xué)倫理學(xué)》期刊:患者對(duì)人工智能醫(yī)療的認(rèn)知及信任度調(diào)查)

  早在2017年9月,美國STAT公司(從事生命科學(xué)與藥品研制領(lǐng)域的深度報(bào)道)就刊文披露,IBM的“沃森”人工智能系統(tǒng)未兌現(xiàn)其承諾——超級(jí)計(jì)算機(jī)能夠帶來癌癥領(lǐng)域的一場革命。STAT公司發(fā)現(xiàn),該系統(tǒng)不會(huì)創(chuàng)造新的知識(shí),只是人工智能最基本的概念。并指出,世界各地的主要癌癥中心已經(jīng)退出與IBM沃森的合作,因?yàn)樗麄儧]有發(fā)現(xiàn)超級(jí)計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)它的承諾。

  同年5月,資深技術(shù)投資風(fēng)險(xiǎn)公司Social Captial的創(chuàng)始人Chamath Palihapitiya在CNBC上甚至直接炮轟:“沃森就是一個(gè)笑話”。他認(rèn)為,IBM的專長其實(shí)只是通過他們強(qiáng)大的營銷和市場能力,以及信息不對(duì)稱,去讓消費(fèi)者為他們并不了解的服務(wù)買單。

  醫(yī)學(xué)上的任何重大進(jìn)步都必須建立在科學(xué)證據(jù)和同行評(píng)議的基礎(chǔ)上,有趣的是,IBM沃森以對(duì)商業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的擔(dān)憂為由,拒絕了對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)的癌癥應(yīng)用進(jìn)行同行評(píng)審的要求。

  醫(yī)療數(shù)據(jù)共享與隱私保護(hù) 如何找到平衡點(diǎn)?

  在真實(shí)的應(yīng)用場景中,人工智能輔助醫(yī)療需要大量的數(shù)據(jù)積累,包括疾病診斷記錄、病人用藥效果、基因數(shù)據(jù)、家庭病史等。要實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的積累,就需要打破各個(gè)醫(yī)院和社區(qū)的壁壘,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換共享。基于此考慮美國建設(shè)了一個(gè)電子健康記錄系統(tǒng)(Electronic health records,EHRs),十年內(nèi)積累了1000萬名病人的記錄。

  在病人健康數(shù)據(jù)交換共享的同時(shí),保護(hù)隱私問題也是重中之重。這一點(diǎn)上美國走在前列,1974年就通過《隱私權(quán)法》,后在2003年生效《健康保險(xiǎn)攜帶與責(zé)任法》(HIPAA)。通過HIPAA規(guī)定了很多EHRs的隱私保護(hù)細(xì)則,對(duì)使用該系統(tǒng)也有明確的規(guī)定,是否可以對(duì)EHRs加以利用取決于信息是如何建立的、誰在維護(hù)以及當(dāng)事人情況。

  值得注意的是,美國政府在關(guān)注數(shù)據(jù)隱私性的同時(shí),也幫助AI研究發(fā)展。2019年2月11日特朗普簽署啟動(dòng)《美國人工智能倡議》行政令,提出將集中聯(lián)邦政府資源發(fā)展人工智能,該計(jì)劃的一個(gè)重要方向是面向?qū)W術(shù)界、醫(yī)療領(lǐng)域開放一些政府?dāng)?shù)據(jù)庫,便于人工智能項(xiàng)目積累所需要的數(shù)據(jù)量。

  目前,國內(nèi)的挑戰(zhàn)在于醫(yī)療保健行業(yè)的數(shù)據(jù)處于分散且非結(jié)構(gòu)化狀態(tài),大量的歷史數(shù)據(jù)是膠片狀態(tài)。醫(yī)院是醫(yī)療數(shù)據(jù)的最大產(chǎn)生機(jī)構(gòu),現(xiàn)實(shí)中,沒有哪家醫(yī)院愿意把醫(yī)療數(shù)據(jù)共享出來。一方面數(shù)據(jù)屬于醫(yī)院財(cái)產(chǎn),科室主任在未授權(quán)的情況下,無法分享。另一方面,院方需要考慮患者隱私問題。

  國內(nèi)的AI醫(yī)療初創(chuàng)公司需要病人的數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí),需要挨家的和各家醫(yī)院去談,這樣就產(chǎn)生了很多“灰色地帶”。對(duì)此,中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射學(xué)分會(huì)主任劉士遠(yuǎn)曾建議,如果能以政府出面牽頭在一個(gè)省范圍內(nèi)建一個(gè)大的數(shù)據(jù)中心,然后將該省所有醫(yī)院數(shù)據(jù)匯總使用。公司與數(shù)據(jù)中心談合作那可能更合法,對(duì)于推動(dòng)AI醫(yī)療發(fā)展更加有效。

  需要注意的是,在法律層面,國內(nèi)法律暫未對(duì)個(gè)人健康隱私有進(jìn)一步明確規(guī)范。2018年5月1日開始實(shí)施的《信息安全技術(shù)個(gè)人信息安全規(guī)范》,從個(gè)人信息的收集、保存、使用等角度提出保護(hù)個(gè)人信息安全應(yīng)遵循的原則,但還是缺少針對(duì)醫(yī)療隱私保護(hù)的詳細(xì)法律法規(guī)。一旦有了國家意義上的病人數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)(類似美國的電子健康記錄系統(tǒng)),隱私保護(hù)問題將更加急迫。

  AI診斷失誤誰負(fù)責(zé)?

  AI診斷的主體是醫(yī)療器械還是醫(yī)生?其在法律上是人還是物?這是探究醫(yī)療服務(wù)人工智能法律責(zé)任最基本也是最重要的問題。人工智能在法律上是否能被看作民事主體?

  所謂的“民事主體”,就是能夠參與民事法律關(guān)系,且享有民事權(quán)利和承擔(dān)民事義務(wù)的主體。我國《民法總則》規(guī)定民事主體包括法人和自然人兩種類型。因此傳統(tǒng)觀點(diǎn),AI診斷主體并不具有民事主體資格。

  隨著AI診斷技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是在將來診斷水平可能超過人類醫(yī)生的情況下,法律是否應(yīng)賦予AI診斷民事主體的資格,是急需解決的問題。

  2016年,歐盟委員會(huì)的法律事務(wù)委員會(huì)提交了一項(xiàng)動(dòng)議,建議將最先進(jìn)的人工智能機(jī)器人定位為“電子人”,由此也引發(fā)了經(jīng)久不息的爭論?!半娮尤恕睍?huì)獲得特定權(quán)利和義務(wù),并且其還需要像正常人一樣進(jìn)行登記、納稅,從而診斷主體真正獲得民事法律主體的地位。

  歐洲委員會(huì)投票通過了一份報(bào)告草案,該草案提議賦予機(jī)器人合法地位,并將它們歸類為“電子人” 截圖自《今日俄羅斯》

  當(dāng)然,各國對(duì)人工智能在醫(yī)療服務(wù)中的法律地位規(guī)定存在差異,日本就采取了不同思路。據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》2018年7月3日?qǐng)?bào)道,日本政府將完善關(guān)于人工智能醫(yī)療設(shè)備的一系列規(guī)則,規(guī)定診斷的最終責(zé)任由醫(yī)生承擔(dān)。由于AI存在誤診的可能,因此日本厚生勞動(dòng)省將把AI醫(yī)療設(shè)備定位為輔助醫(yī)生進(jìn)行診斷的設(shè)備,基于《醫(yī)師法》規(guī)定“作出最終診斷和決定治療方針的責(zé)任由醫(yī)生承擔(dān)”。

  高質(zhì)量、普適性訓(xùn)練數(shù)據(jù) 聚合整理存在挑戰(zhàn)

  確保高質(zhì)量的數(shù)據(jù)是人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)被廣泛采用的主要挑戰(zhàn)之一,人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的成功實(shí)現(xiàn)需要對(duì)大量的各種來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合。但是,有些數(shù)據(jù)源并不可靠,數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和不同數(shù)據(jù)集的連接可能是一個(gè)艱巨的過程,需要數(shù)據(jù)分析能力強(qiáng)、臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的高技能和訓(xùn)練有素的專家。

  今年早些時(shí)候,諾華的首席執(zhí)行官Vas Narasimhan解釋了人工智能在藥物研發(fā)中應(yīng)用的痛苦過程,“我們學(xué)到的第一件事是,擁有出色的數(shù)據(jù)來實(shí)際建立機(jī)器學(xué)習(xí)的重要性。在我們自己的工作室里,我們一直在做幾個(gè)大項(xiàng)目,我們不得不花費(fèi)大部分時(shí)間來整理數(shù)據(jù)集,然后才能運(yùn)行這個(gè)算法。我們花了幾年時(shí)間才整理完數(shù)據(jù)集”,Vas Narasimhan表示,人們低估了現(xiàn)有的高質(zhì)量數(shù)據(jù)有多么少,整理和鏈接數(shù)據(jù)有多么困難。

  除了保證數(shù)據(jù)高質(zhì)量,用于模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)具有普遍性也非常重要。而在國內(nèi),目前醫(yī)療AI的數(shù)據(jù)研究限于某一家醫(yī)院或幾家醫(yī)院的合作研究,數(shù)據(jù)輸入相對(duì)單一,局限于某一特定區(qū)域,由此建立的模型在更廣的范圍進(jìn)行使用時(shí)可能不完全適用。

  結(jié)束語

  優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源的缺少與醫(yī)療保健支出的增加,是各國面臨的難題,“AI+醫(yī)療”的方案具有很大的潛力解決該問題,但在各路資本的追捧下,新概念似乎被過度“炒作”。在AI醫(yī)療的推進(jìn)過程中,挑戰(zhàn)也是不斷出現(xiàn),如何保護(hù)患者隱私?如何對(duì)AI診斷失誤追責(zé)?如何獲得高質(zhì)量訓(xùn)練數(shù)據(jù)?都是需要一一客克服的難題。


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