人工智能在衛(wèi)生領(lǐng)域的產(chǎn)品應(yīng)用研究-20190511.docx

1、人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀研究摘要分析新時代下我國人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀，針對其應(yīng)用中遇到的挑戰(zhàn)與局限，結(jié)合美國、日本、歐洲等國家相關(guān)政策，提出四點建議包括發(fā)揮政府主導(dǎo)作用、健全人才培養(yǎng)機制、制定可行落地戰(zhàn)略和構(gòu)建產(chǎn)品新生態(tài)。關(guān)鍵詞人工智能醫(yī)療局限建議ResearchontheApplicationofArtificialIntelligenceinMedicalHealthZhangAi*minAbstractAneweraunderthecurrentsituationofthedevelopmentoftheapplicationofartificialintellige

2、nceinthemedicalfieldinChina,inviewoftheartificialintelligenceinthefieldofmedicalapplicationofthechallengesandlimitations,andcombiningwiththerelevantpolicyoftheUnitedStates,Japan,Europeandothercountries,andputsforwardfourSuggestionsincludingthegovernmentleadingrole,andimprovethemechanismoftalenttrain

3、ing,makingpossiblelandingstrategyandbuildanewecologicalproductsKeywordsartificialintelligence;medicallimitsadvice1引言1.1概念人工智能經(jīng)過60多年的演進(jìn)，大數(shù)據(jù)驅(qū)動知識學(xué)習(xí)、跨媒體協(xié)同處理、人機協(xié)同增強智能、群體集成智能、自主智能系統(tǒng)成為人工智能的發(fā)展重點，受腦科學(xué)研究成果啟發(fā)的類腦智能蓄勢待發(fā)，芯片化硬件化平臺化趨勢更加明顯，“人工智能+醫(yī)療”概念也應(yīng)運而生。“人工智能+醫(yī)療”指的是人工智能通過機器學(xué)習(xí)、表征學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和自然語言處理等各種技術(shù)，利用計算機算法從數(shù)據(jù)中獲取信息

4、，以協(xié)助制定臨床決策為目的，實現(xiàn)輔助診斷、療法選擇、風(fēng)險預(yù)測、疾病分診、減少醫(yī)療事故和提高效率等一系列功能。“人工智能+醫(yī)療”本質(zhì)上是聚集頂級醫(yī)學(xué)專家的智能，深度學(xué)習(xí)后應(yīng)用，賦能給單個的醫(yī)生并輔助他進(jìn)行臨床決策或操作，促進(jìn)醫(yī)療質(zhì)量、效率的提升?！叭斯ぶ悄?醫(yī)療”是貞正能夠切入醫(yī)療領(lǐng)域的核心，解決醫(yī)療行業(yè)痛點，實現(xiàn)對醫(yī)療領(lǐng)域的顛覆性創(chuàng)新。層面人工智能對醫(yī)療領(lǐng)域的創(chuàng)新變革從生產(chǎn)力層面對傳統(tǒng)醫(yī)療行業(yè)進(jìn)行變革形式一種技術(shù)創(chuàng)新改造領(lǐng)域改造了醫(yī)療領(lǐng)域的供給端，有利于醫(yī)療衛(wèi)生資源的優(yōu)化分配驅(qū)動力技術(shù)驅(qū)動，尤其是底層技術(shù)驅(qū)動行業(yè)影響帶來增量市場，且隨著智能程度提升，潛在的市場空間擴大1.2發(fā)展現(xiàn)狀自1978年

5、，北京中醫(yī)醫(yī)院關(guān)幼波教授與計算機科學(xué)領(lǐng)域的專家首次將醫(yī)學(xué)專家系統(tǒng)應(yīng)用到我國傳統(tǒng)醫(yī)療領(lǐng)域以來，經(jīng)過多年的持續(xù)積累，我國在人工智能領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。2016年6月國務(wù)院明確提出要建立“1+7+X”的三級模式，并于2017年7月首次站在國家戰(zhàn)略層面對新一代人工智能的發(fā)展提出規(guī)劃，在2030年成為人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，充分影顯了國家發(fā)展人工智能的決41、和魄力。2018年政府工作報告在回顧過去5年醫(yī)療工作的同時，提出：實施大數(shù)據(jù)發(fā)展行動，加強新一代人工智能研發(fā)應(yīng)用，在醫(yī)療、養(yǎng)老等多領(lǐng)域推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”o根據(jù)2019年4月13日中華醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)大會發(fā)布的人工智能藍(lán)皮書:中國醫(yī)療人工智能發(fā)展報告（2019

6、）顯示，人工智能前沿技術(shù)正在快速融入醫(yī)療。2應(yīng)用現(xiàn)狀分析人工智能自誕生之日起，就與醫(yī)學(xué)密不可分。人工智能被比作21世紀(jì)的聽診器，成為醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)護(hù)人的強大“助手”，提升醫(yī)療健康服務(wù)的效率和質(zhì)量，節(jié)約醫(yī)療支出以滿足更多醫(yī)療需求。隨著醫(yī)學(xué)研究的不斷深入，人工智能發(fā)展開啟了新的維度；人工智能的技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用拓展，也對醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)生著深刻影響。雖然目前人工智能與醫(yī)療融合發(fā)展方血已取得一定成果，但醫(yī)療行業(yè)是極度嚴(yán)謹(jǐn)和保守的，“人工智能+醫(yī)療”還面臨著技術(shù)產(chǎn)品同質(zhì)化，缺少重大原創(chuàng)成果；落地模式不明朗，體制機制對接不暢，科研機構(gòu)和企業(yè)尚未形成具有國際影響力的生態(tài)圈和產(chǎn)業(yè)鏈，缺乏系統(tǒng)的超前研發(fā)布局；人工智能尖端

7、人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求；適應(yīng)人工智能發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施、政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)體系亟待完善。2.1機制對接不暢作為新興的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，“人工智能+醫(yī)療”是AI技術(shù)與醫(yī)療健康跨領(lǐng)域的深度融合，但其合作模式目前還尚未成熟，透過現(xiàn)象究其本質(zhì)的原因主要是以下三個方面：（1）人工智能的應(yīng)用發(fā)展需要各醫(yī)療機構(gòu)、企業(yè)之間相輔相成、互補互助、合作共贏，但這種模式在我國還處于積極探索階段；（2）在產(chǎn)品的研發(fā)推廣過程中，醫(yī)療機構(gòu)承擔(dān)著產(chǎn)品的關(guān)鍵目標(biāo)客戶和主要技術(shù)研發(fā)者雙重身份,這一現(xiàn)象可能導(dǎo)致產(chǎn)品的目標(biāo)定位模糊,主導(dǎo)權(quán)不清晰,會對醫(yī)療人工智能的現(xiàn)實落地產(chǎn)生阻礙，供需雙方間也無法形成良性的合作；（3）既擁有產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)又能看懂醫(yī)療數(shù)

8、據(jù)和信息的跨學(xué)科復(fù)合型人才儲備不足。美國AI醫(yī)療企業(yè)聯(lián)手醫(yī)療機構(gòu)進(jìn)行多領(lǐng)域、深層次的研發(fā)布局，孕育出“巨頭企業(yè)+頂級醫(yī)療機構(gòu)”的合作模式，形成了克里夫蘭診所-微軟、約翰霍普斯醫(yī)院-通用電氣、UCLA醫(yī)療中心-IBM等諸多合作陣營。巨頭企業(yè)與頂級醫(yī)療機構(gòu)的強強聯(lián)合，有利于打破醫(yī)療行業(yè)數(shù)據(jù)壁壘，提升技術(shù)、產(chǎn)品與市場需求的有效對接。2.2數(shù)據(jù)碎片化“人工智能+醫(yī)療”的基礎(chǔ)性戰(zhàn)略資源醫(yī)療數(shù)捕一直存在應(yīng)用障礙，信息孤島、數(shù)據(jù)割裂現(xiàn)象明顯,沒有形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)匯集路徑和標(biāo)注規(guī)范，影響人工智能在醫(yī)療應(yīng)用的普遍適用性、技術(shù)攻堅和產(chǎn)品迭代。主要有以下兩大原因：（1）醫(yī)療信息化建設(shè)不足，存在醫(yī)療數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一，不滿足

9、互聯(lián)互通標(biāo)準(zhǔn)；（2）醫(yī)療數(shù)據(jù)獲取渠道單一。所以，獲取高質(zhì)量的帶注釋的數(shù)據(jù)集仍然是人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的一個挑戰(zhàn)。2.3技術(shù)產(chǎn)品同質(zhì)化“人工智能+醫(yī)療”在我國主要聚集在醫(yī)療影像，布局很不均衡。蛋殼研究院統(tǒng)計表明，“人工智能+醫(yī)療”在國內(nèi)外的初創(chuàng)企業(yè)一共有192家，其中國外109家（不包括以基因技術(shù)為主的企業(yè)數(shù)據(jù)），而國內(nèi)僅83家。在國內(nèi)的這83家企業(yè)中有40家企業(yè)聚集在醫(yī)療影像，遠(yuǎn)高于其他的應(yīng)用場景，特別是在基因、新藥研發(fā)等高精技術(shù)領(lǐng)域涉足的企業(yè)遠(yuǎn)比國外企業(yè)少，而幾大醫(yī)療應(yīng)用場景的布局在國外的109家企業(yè)都較為均衡。究其原因主要體現(xiàn)在以下四個方面：（1）深度學(xué)習(xí)技術(shù)在圖像識別領(lǐng)域取得了進(jìn)展；（

10、2）醫(yī)療影像數(shù)據(jù)占醫(yī)療數(shù)據(jù)90%以上的比例，且每年以63%的速度增長，滿足了模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集需求；（3）醫(yī)療影像在使試驗轉(zhuǎn)變?yōu)榕R床應(yīng)用方面能夠有較大的突破，對于企業(yè)在新興人工智能方面的應(yīng)用起到了積極的促進(jìn)作用；（4）相較于國外，在新藥研發(fā)等一些高精技術(shù)領(lǐng)域，我國的相關(guān)研發(fā)存在投入不足、能力薄弱、周期過長等問題，導(dǎo)致人工智能的應(yīng)用與布局無法達(dá)到預(yù)期。2.4臨床實施困難醫(yī)療問題是高度復(fù)雜、專業(yè)的，醫(yī)學(xué)結(jié)論的得出需要多方數(shù)據(jù)源的支持。人工智能現(xiàn)階段只能在某個環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，很難無縫嵌入臨床診療流程，最終應(yīng)用到臨床的微乎其微。2.5責(zé)任風(fēng)險問題在醫(yī)療人工智能應(yīng)用安全風(fēng)險尚不明確的情況下，我國目前在醫(yī)療信

11、息的隱私和安全問題的制度性保護(hù)、醫(yī)療診斷結(jié)果的簽字權(quán)問題、與責(zé)任風(fēng)險相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)入和管理問題上,還存在法律監(jiān)管方面的缺失。2.6落地模式待開拓“人工智能+醫(yī)療”在我國尚沒有明晰的落地路徑，政府和科研機構(gòu)與制藥商家、醫(yī)療機構(gòu)、保險公司以及器械制造商等之間的合作方式仍在初期摸索階段，合作效率需提高,切實可行的落地方案仍需研究。相比之下，美國“人工智能+醫(yī)療”在應(yīng)用落地模式方面更為成熟，應(yīng)用場景更偏向產(chǎn)業(yè)鏈前端的疾病預(yù)測和健康管理，這些都值得我國借鑒學(xué)習(xí)。3建議醫(yī)療行業(yè)歷來受到政府嚴(yán)格監(jiān)管，人工智能在醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展離不開政府的政策支持。在醫(yī)療政策方面，美國、日本、歐洲等國家為了適應(yīng)人工智能技術(shù)

12、發(fā)展催生出的醫(yī)療行業(yè)變革，從不同側(cè)重點出發(fā)進(jìn)行機制性探索。國家年份政策解讀美國2012發(fā)布機器學(xué)習(xí)算法軟件評估的指標(biāo)，建立相對成熟的機器學(xué)習(xí)算法軟件的臨床監(jiān)管方案。2016頒布了針對低風(fēng)險健康產(chǎn)品、實際詢證、醫(yī)療設(shè)備臨床試驗的法律，規(guī)范AI在健康監(jiān)測設(shè)備、醫(yī)療影像設(shè)備、決策支持軟件等創(chuàng)新醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用。臨床試撿評估采用“真實世界數(shù)據(jù)”代替?zhèn)鹘y(tǒng)臨床實驗數(shù)據(jù)；將“自適應(yīng)”作為AI醫(yī)療設(shè)備臨床實驗的規(guī)范。2017成立數(shù)字化醫(yī)療和AI技術(shù)評審部門研究針對AI類醫(yī)療產(chǎn)品(設(shè)備、器械、軟件等)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)管途徑。啟動其數(shù)字健康軟件預(yù)認(rèn)證試點計劃(PreCert),建立對電子健康產(chǎn)品時效性更強的監(jiān)管方法

13、。將“計算機輔助醫(yī)療影像中可疑癌癥病變識別”的醫(yī)學(xué)影像軟件從三類醫(yī)療器械評定為二類醫(yī)療器械，降低了審批、市場準(zhǔn)入難度。2019通過投資人工智能研發(fā)、釋放人工智能資源、制定人工智能治理標(biāo)準(zhǔn)、建立人工智能人才隊伍加強美國在人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。日本2018到2020年日本人工智能將從基因組醫(yī)療、醫(yī)療影像、診療決策支持、藥物開發(fā)、長期護(hù)理、外科手術(shù)等6個領(lǐng)域優(yōu)先突破發(fā)展。政府宣布將完善關(guān)于人工智能醫(yī)療設(shè)備的一系列規(guī)則：將人工智能醫(yī)療設(shè)備定位為輔助醫(yī)生進(jìn)行診療的設(shè)備，最終診療責(zé)任由醫(yī)生承擔(dān)。將在年內(nèi)針對人工智能醫(yī)療設(shè)備制定標(biāo)準(zhǔn)、評價安全性、醫(yī)療質(zhì)量:和效率、認(rèn)證審查等制定標(biāo)準(zhǔn)。肯定了人工智能的重要作

14、用，同時強調(diào)重視其負(fù)面影響，如社會不平等、等級差距擴大、社會排斥等問題。主張在推進(jìn)人工智能技術(shù)研發(fā)時，綜合考慮其對人類、社會系統(tǒng)、產(chǎn)業(yè)構(gòu)造、創(chuàng)新系統(tǒng)、政府等帶來的影響，構(gòu)建能夠使人工智能有效且安全應(yīng)用的“ALRcady社會”°法國2018公布了以醫(yī)療保健、運輸、環(huán)境和國防安全為重點的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略。英國2018英國藥品和保健產(chǎn)品監(jiān)管機構(gòu)(MHRA)與美國FDA喝粥，研究和制定機器學(xué)習(xí)和人工智能的醫(yī)療設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。歐盟2019為人工智能開發(fā)應(yīng)用程序，探索人工智能如何增強人類能力,加快細(xì)胞和基因療法的臨床應(yīng)用，為個性化醫(yī)療創(chuàng)建創(chuàng)新平臺。3.1發(fā)揮政府主導(dǎo)作用我國在開放應(yīng)用醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)，推

15、動數(shù)據(jù)融合共享時，需建立規(guī)范體系，防止?jié)撛陲L(fēng)險，促進(jìn)人工智能在醫(yī)療健康領(lǐng)域的發(fā)展。在開放性方面，推進(jìn)各類醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)對醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)的采集和存儲，增強運維、應(yīng)用支持等技術(shù)保障，建立數(shù)據(jù)資源在醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)之間的共享通道。探索推動人工智能應(yīng)用獲取的居民健康數(shù)據(jù)規(guī)范接入全民健康信息平臺，積極鼓圓科研機構(gòu)碾業(yè)加強醫(yī)療數(shù)據(jù)采集、存儲、質(zhì)控、挖掘、安全隱私保護(hù)等方面的關(guān)健技術(shù)攻關(guān)。在規(guī)范和安全方面，堅持環(huán)人為本，以安全監(jiān)管為抓手，明確人工智能在醫(yī)療健康領(lǐng)域的數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)和倫理道德標(biāo)準(zhǔn)，強化標(biāo)準(zhǔn)和安全體系建設(shè)，明確醫(yī)療人工智能責(zé)任認(rèn)定，保障人工智能輔助下的醫(yī)療決策權(quán)責(zé)分明，妥善處理應(yīng)用發(fā)展與保障安全的管理，

16、增強安全技術(shù)支撐力度，加大對人工智能的監(jiān)控，降低泄露隱私的風(fēng)險，有效保護(hù)個人隱私和信息安全。同時要界定人工智能法律和倫理道德的邊界，構(gòu)建法律法規(guī)體系，讓人工智能安全的服務(wù)人類社會。建立靈活高效的醫(yī)療人工智能產(chǎn)品監(jiān)管審批方式，為通過審批的醫(yī)療人工智能產(chǎn)品和設(shè)備提供短期試用許可。為“人工智能+醫(yī)療”企業(yè)提供資質(zhì)認(rèn)定服務(wù)，推動醫(yī)療機構(gòu)和技術(shù)企業(yè)的合作，鼓勵有能力、有資質(zhì)的人工智能企業(yè)參與醫(yī)院的招標(biāo)認(rèn)證，探索更為靈活高效的院企合作模式。將醫(yī)療人工智能設(shè)備和服務(wù)納入財政收費項目。目前，我國財政暫時未將AI輔助醫(yī)療診斷系統(tǒng)納入財政收入體系，這可能為醫(yī)療人工智能產(chǎn)品、設(shè)備、服務(wù)的市場化探索帶入較大影響。未來

17、需加強研究規(guī)劃，進(jìn)步明確相關(guān)財政政策。3.2健全人才培養(yǎng)機制引育“人工智能+醫(yī)療”復(fù)合型人才，彌補人才短板，建立“人工智能+醫(yī)療”的復(fù)合型人才培養(yǎng)體系，構(gòu)建醫(yī)療健康領(lǐng)域的人工智能人才引進(jìn)機制，鼓勵相關(guān)企業(yè)和研究機構(gòu)推出醫(yī)療人工智能人才培養(yǎng)計劃，加強復(fù)合型人才的培養(yǎng)和儲備。鼓勵醫(yī)學(xué)類高校與科研機構(gòu)積極合作，推動人工智能學(xué)科建設(shè)，注重醫(yī)療、衛(wèi)生、健康和人工智能等領(lǐng)域的交叉融合,加強理論學(xué)習(xí)和實踐運用等方面的教學(xué)設(shè)置。依托現(xiàn)有資源，成、龍人工智能專家?guī)?，吸收醫(yī)療健康領(lǐng)域的人工智能高端人才，帶動醫(yī)療健康領(lǐng)域人工智能的快速發(fā)展。打造醫(yī)療人工智能行業(yè)平臺，加強人工智能領(lǐng)域和醫(yī)療行業(yè)專業(yè)人才的互動交流。3.

18、3制定可行落地戰(zhàn)略以打造“技術(shù)-產(chǎn)品”組合為核心制定醫(yī)療人工智能應(yīng)用落地戰(zhàn)略，在技術(shù)開發(fā)層面：應(yīng)聚力人工智能算法理論，探索通過小樣本、小數(shù)據(jù)的機器學(xué)習(xí)，實現(xiàn)對復(fù)雜疾病的輔助診療目標(biāo)。與此同時，通過加強軟硬結(jié)合能力，提升醫(yī)療人工智能技術(shù)的反饋迭代速度。在應(yīng)用層面：注重產(chǎn)品和現(xiàn)有技術(shù)水平的有效對接，重視產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)上的多維度應(yīng)用探索，形成多元化的“技術(shù)-產(chǎn)品”組合，將人工智能技術(shù)應(yīng)用在疾病預(yù)測、健康管理、新藥研發(fā)、醫(yī)療影像等數(shù)據(jù)量大、容錯率強、生產(chǎn)力提升效果好的醫(yī)療健康細(xì)分領(lǐng)域。3.4構(gòu)建產(chǎn)品新生態(tài)構(gòu)建產(chǎn)品生態(tài)，加速“人工智能+醫(yī)療”成果轉(zhuǎn)化。在政府層面，通過建立國家級醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)平臺，推動公立醫(yī)院聯(lián)網(wǎng)，逐步建立單一病種數(shù)據(jù)中心和多病種間的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。與此同時，逐步落實醫(yī)療數(shù)據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)指南及配套條例