讓人工智能算一算你能活多久?
人工智能不僅在圍棋領域以AlphaGo戰勝人類第一高手的方式怒刷了一遍存在感,在醫療領域,越來越多人工智能的應用也引起了強烈關注。近日,一則“人工智能將能預測人類壽命&r...
人工智能不僅在圍棋領域以AlphaGo戰勝人類第一高手的方式怒刷了一遍存在感,在醫療領域,越來越多人工智能的應用也引起了強烈關注。近日,一則“人工智能將能預測人類壽命”的新聞沖上微博熱搜,在網上引起熱議。人工智能如何預測人的壽命?人工智能在醫療領域有哪些發展?AI能取代醫生看病嗎?
基于大數據的“能活多久”
我們經常在影視劇或一些報道中看到類似場景:某重病病人問醫生“我還能活多久”,醫生給出“不超過半年”的答案。結果病人存活了好幾年,由此得出結論:這名醫生判斷錯了。
現在這種判斷正由人工智能在嘗試。據國外媒體報道,澳大利亞阿德萊德大學的研究人員利用“深度學習”技術,通過分析病人的胸腔影像,對預期壽命不超過五年的病人進行了預測,最終精確率約為69%,和醫生的預測結果差不多。研究認為,計算機可以從圖片識別中各種疾病的復雜癥狀,當病人患有肺氣腫和充血性心力衰竭等嚴重慢性疾病時,系統對自己的預測結果最為自信。研究者認為,該研究對嚴重疾病的早期診斷或具有重要意義,讓醫生可及時介入為病人提供量身定制的治療方案。不過,這項研究選取的樣本只有48名病人,該團隊計劃下一個研究階段分析數萬張病人醫學圖像,并計劃用同樣技術對其他病癥進行預測,如早期心臟病等。
這條新聞迅速以“人工智能將能預測人類壽命”為題引起強烈關注,有網友開玩笑說,“糾結要不要讓AI給自己算一命”。人工智能預測人類壽命靠譜嗎?
“其實人工智能的邏輯和醫生是一樣的。”廣州醫科大學附屬腫瘤醫院腫瘤內科主任鄒青峰教授告訴記者,醫生判斷病人的生存期限,是一個很復雜的過程。以腫瘤病人為例,要看疾病的分期、腫瘤的大小,有無轉移,有無并發癥,最關鍵的是,還要看治療效果。治療效果好的病人,生存時間自然會更長。以晚期肺癌為例,沒有基因突變的病人,中位生存期約一年多,治療后最好效果約兩年;有基因突變,用靶向藥物,中位生存時間可以達到3年。如果耐藥后有條件繼續用上新藥,中位生存時間可能不止5年,個體差異特別大。
“其實,醫生并不愿意對個體病人做出這種 還能活多久 的預測,因為個體的差異太大,很難去預測。”鄒青峰教授介紹,醫生的判斷也是基于大數據的分析,根據已有文獻研究,給出“中位生存時間”。“這就和平均壽命一樣。有的人少于這個數字,也有人長于這個時間。但對于個體來說,醫生是沒法給出明確判斷的。”
鄒青峰教授認為,人工智能預測病人壽命,同樣也是根據大數據的學習來預測。比如疾病的診斷分期、治療的結果、疾病進展生物信息、中位生存時間、已有文獻研究等等。“只要設計的參數、權重比例合理,人工智能能做出這樣的預測一點不奇怪。”而且,人工智能有強大的數據處理能力和學習能力,結果也會越來越精準。
鄒青峰教授認為,未來人工智能會成為醫生很好的輔助診斷和治療的工具。比如在病理診斷、影像比對等方面,可能只有一些頂尖醫生可以跟人工智能媲美,而大部分醫生達不到這個結果。醫生還需要通過查資料、會診、找印證等一系列繁瑣的工作,人工智能系統通過大數據存儲和分析,可以輕松完成這個過程。
人工智能能否取代醫生?
人工智能在阿爾法狗的新聞效應下備受關注。事實上,在醫療領域,尤其是病理診斷、影像、腫瘤治療等領域,人工智能早已大熱多時。
例如最有名的是IBM開發的人工智能系統“沃森”,這一系統宣稱已經吸納美國大量腫瘤病例、超過300種醫學專業期刊、超過250本腫瘤專著、超過1500萬份論文研究數據等,制定的治療方案與知名醫院醫學專家的治療方案“有90%的符合度”。今年6月初時廣州已有兩家基層醫院引進這一系統,用于輔助醫生診斷和選擇治療方案。
人工智能正逐漸成為提高醫生效率的有力助手。以糖尿病患者的視網膜病變為例,這種最常見的糖尿病并發癥,是四大致盲眼病之一。數據顯示,美國成人失明的第一大原因是糖尿病導致的視網膜病變,目前中國有1.4億糖尿病人,其中20%會出現視網膜病變。但內分泌醫生如何提前發現糖尿病患者的視網膜病變是一大問題,這勢必需要借助眼科醫生的會診。而中國眼科醫生僅有3.6萬名,目前中國還有20%的縣級醫院沒有眼科,這也造成一些糖尿病病人不能及時進行眼底篩查。創立于2015年的Airdoc公司,花費大量時間從多家國內外頂級醫院收集了數十萬張眼底照片,構建卷積神經網絡,在糖尿病性視網膜病變輔助診斷上,獲得與三甲醫院醫生相當的水平。這一系統目前已經進入臨床應用。
人工智能如何學習來當醫生?Airdoc公司算法工程師陳飛告訴記者,人工智能的發展,以2012年作為一個分水嶺。在此之前,人工智能的算法還屬于淺層學習,計算機根據人類設計的特征去進行學習。“例如讓計算機識別摩托車,人類工程師會告訴它摩托車的特征,例如有兩個輪子、有車把、有個發動機,這種學習受人的預設和先驗經驗限制。對于復雜的醫學領域來說,影像之間相似、病灶也相似,淺層學習在這一領域的應用準確度就比較差。”
2012年是人工智能里程碑的節點,這一年深度學習技術爆發。和淺層學習的區別是,深度學習的算法模擬人腦的神經元結構,構建一個神經網絡,不預設條件,輸入大量的數據讓計算機自己去學習特征,隨著數據量樣本的增大,計算精度會越來越高。
人工智能的核心是算法和數據。尤其是需要海量的數據。就好比一個每天都在不斷學習吸收新信息的醫生,和一個經常睡大覺不用功的醫生相比,數據量的大小,直接決定了“醫生”水平的高低。而算法工程師好比去西天取經的唐僧,需要在醫生幫助下把梵文的經書(醫學知識和醫生的經驗)轉化成常人的語言(處理后的數據和算法規則),讓計算機去學習。
不過,陳飛認為,目前只是初級的人工智能階段,電影上經常出現的強人工智能離現實還很遠。即便是世界上最好的人工智能深度學習網絡,擁有10億級別的神經元,但相對人類大腦神經元的數量來說仍遠遠不及。而且這種模擬神經元,還無法模擬人腦神經元之間復雜的化學反應。此外,醫學是復雜的學科,對病人來說,面對面接觸、語言安慰等人文關懷都是有助治療的因素,“機器是冰冷的,人是活的。”因此,人工智能取代醫生不太現實。輔助醫生提高效率,減輕醫生負擔,讓醫生空出手來做更好的治療,是人工智能目前努力的方向。
“數據污染”阻礙人工智能發展
人工智能的學習需要好的教材。優質的數據成為關鍵。在這一點上,丁香園創始人、董事長李天天認為,中國過去30年實行的“以藥養醫”政策,帶來一個非常嚴重的問題,就是“數據污染”。“任何人工智能技術,都是要靠一批高質量的數據來訓練的。但 以藥養醫 的政策,導致過度治療、過度檢查。這種情況,造成臨床數據尤其是治療數據的污染。”
李天天舉例說,比如一個4歲的小朋友,得了單純的感冒,但他的用藥處方中出現了最新一代的頭孢,甚至出現一些營養品。“這個數據污染,給我們做人工智能訓練,帶來一個幾乎不可完成的任務。技術人員無法從中看出這些 貓膩 來。”
基于“數據污染”的現狀,李天天認為,人工智能在醫療方面的進展,一是診斷比治療會走得好。診斷數據受到污染的情況少得多;第二,圖片比文字好診斷。文本識別是人工智能非常大的挑戰,因為很多自然語言不是計算機能夠區別1和0那么容易;第三是垂直比綜合好做。“現在世界上有兩種陣營,像我們熟悉的阿爾法狗,它就是窄的垂直的,它只會下圍棋,不會開車。但Deepmind用一個大數據去訓練一個人,像訓練孩子一樣,它什么都知道,但做大是很難。”
也正是基于這樣的判斷,丁香園選擇了在皮膚科領域發展人工智能。今年5月19日,丁香園、中南大學湘雅二醫院和大拿科技共同宣布,就皮膚病人工智能輔助診斷達成獨家戰略合作,并發布由三方聯合開發的“皮膚病人工智能輔助診斷系統”。這一套系統通過醫院方提供的3萬多張皮膚病圖片和病例圖片學習,第一期主要實現以紅斑狼瘡為代表的皮膚病人工智能輔助診斷,識別準確率超過85%。未來還會在皮膚科其他領域開展研究,比如像黑色素瘤等高發的皮膚腫瘤。
人工智能輔助診斷系統,會否有一天可以去掉“輔助”二字,取代醫生?醫生出身的李天天認為,即便是未來十年二十年,也很難。醫學永遠充滿不確定性。患者不能依靠概率來判斷,這種不確定性必須要結合醫生的經驗來做。所以“輔助”這兩字必須要保留。
加州大學伯克利分校教授、人工智能專家Michael Jordan前不久在騰訊“云+未來”峰會上公開表示讓人工智能做醫學診斷的擔憂:“我們所謂的人工智能看上去很智能,但并非如此。比如說在醫療行業中,我們讓機器做很多的醫學診斷,這是不太可能的,有很多人會因為這種不暢的診斷,出現劑量問題,而在一些環境中,AI的診斷也會受到影響,這種影響的結果可能造成病人的死亡。”
鄒青峰教授也指出,人工智能也有自己的短板。例如,在疾病的治療上,“沃森”系統會基于充分的大數據證據給出診斷和治療方案建議,但一旦遇到很個例的病案,缺少相關循證醫學證據,“沃森”就只能交出“沒有意見”的白卷。而醫生作為人類,可能會設計出更有創新和突破性的治療方案。
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