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個體化、標準化、精細化:人工智能推動肝膽外科發(fā)展

作者: 時間:2020-11-02 來源:中國科學報 收藏

  人工智能()作為計算機科學的一個分支,代表著現(xiàn)今最先進的生產(chǎn)力,并已經(jīng)廣泛運用到人類社會各行各業(yè),在醫(yī)療領(lǐng)域也不例外。
  作為外科領(lǐng)域傳統(tǒng)而又經(jīng)典的學科,主要通過手術(shù)干預的方式治療肝臟和膽道疾病,雖然疾病譜隨著人類社會發(fā)展正在悄悄改變,因生活水平的提高,慢性肝炎的發(fā)病率降低,而人口老齡化進程的加速則帶來了肝膽腫瘤的高發(fā),但的使命始終不變,即病變組織的切除及結(jié)構(gòu)功能的重建。
  新的科學技術(shù)連同新的科學理念,為人工智能時代肝膽外科的發(fā)展注入了新的活力。
產(chǎn)品逐漸“落地”
  人工智能是指研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)的一門技術(shù)科學。
  簡單來說,人工智能的目的是使機器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的工作。
  比如,IBM公司開發(fā)的Watson Oncology智能診斷系統(tǒng),其利用上百份醫(yī)學期刊和教科書、數(shù)千萬患者病歷資料和醫(yī)學文獻,通過訓練好的模型對患者數(shù)據(jù)進行分析,給出初步診斷,同時按照推薦等級給出多種治療方案供醫(yī)師參考。
  雖然目前人工智能利用的是人類已有的知識,尚無法實現(xiàn)完全的創(chuàng)新,但隨著人類對于人工智能認識的加深及科技的進步與發(fā)展,其在醫(yī)療領(lǐng)域擁有廣闊的前景。
  早在2017年,國務院便印發(fā)并實施了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,尤其強調(diào)了在人工智能時代,快速推廣應用人工智能治療新模式新手段,建立快速精準的智能醫(yī)療體系。
  現(xiàn)實中,越來越多的人工智能產(chǎn)品在醫(yī)療領(lǐng)域獲得審批,例如自2017年以來,已經(jīng)有12款醫(yī)療人工智能產(chǎn)品獲得美國食品與藥品監(jiān)督管理局批準。
  我國國家食品藥品監(jiān)督管理總局也在2017年9月發(fā)布的新版《醫(yī)療器械分類目錄》中,新增了與人工智能輔助診斷相對應的類別。
  隨后,在2018年11月,國家藥品監(jiān)督管理局醫(yī)療器械技術(shù)審評中心又發(fā)布通知,公開向境內(nèi)外征集生產(chǎn)人工智能醫(yī)療器械產(chǎn)品的企業(yè)信息。
  這些舉動均進一步佐證人工智能產(chǎn)品給患者帶來福音的努力從未停止。
  診斷肝膽疾病更精準
  肝膽疾病的診斷需要借助多種信息整合,包括臨床資料、影像學資料及病理資料等,更重要的是醫(yī)務人員的臨床經(jīng)驗判斷。
  而人工智能在數(shù)據(jù)整合方面的優(yōu)勢為其在疾病診斷領(lǐng)域的應用提供了可能。
  醫(yī)學專家系統(tǒng)于20世紀90年代興起,通過對知識信息的歸納分析,模擬醫(yī)學專家進行疾病的診斷,人工智能技術(shù)在圖像分析處理上的優(yōu)勢為其在肝癌與肝臟轉(zhuǎn)移癌的病理診斷方面提供了便利。
  據(jù)報道,人工智能技術(shù)在肝癌、肝轉(zhuǎn)移癌和正常肝實質(zhì)的診斷準確率分別達到90.2%、86.78%和97.23%。
  人工智能利用影像設備提供的圖像信息結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建肝臟三維立體模型,在肝臟疾病影像學診斷方面也起到了重要推動作用。
  我國肝癌患者數(shù)量眾多,腫瘤個體異質(zhì)性帶來的預后差異仍是制約腫瘤診療效果的重要因素,如何進一步發(fā)揮人工智能在此領(lǐng)域的應用是未來發(fā)展的方向。
讓肝膽外科手術(shù)更完美
  隨著各類肝膽疾病研究的深入,疾病的治療方法層出不窮,包括手術(shù)、基因及靶向藥物、免疫治療等等,如何有效獲取、篩選、整合并利用大量的信息數(shù)據(jù)獲得針對患者的最佳治療策略是醫(yī)務人員需要解決的難題。
  如前所述,腫瘤治療領(lǐng)域著名的IBM Watson系統(tǒng)能夠根據(jù)輸入的肝膽疾病患者相關(guān)臨床信息與特征,給出推薦治療方案和不推薦方案,結(jié)合基因檢測結(jié)果,還能給出更加個體化、精準化的治療策略。
  利用人工智能技術(shù)對病理切片進行識別與閱讀,結(jié)合臨床數(shù)據(jù),精準預測肝膽腫瘤預后的模型也正在逐步建立。
  在手術(shù)方面,人工智能的重要產(chǎn)物達芬奇手術(shù)機器人以其微創(chuàng)、精細的特點,對肝膽手術(shù)領(lǐng)域的變革起到了巨大的推動作用,也為未來肝膽外科手術(shù)提供了新的發(fā)展方向。
  第一,遠程醫(yī)療。
  達芬奇手術(shù)機器人操作臺與機械臂分開,因此為未來遠程醫(yī)療的開展提供了可能,尤其是在5G通信技術(shù)的支持下,我們已經(jīng)多次嘗試利用機器人進行異地手術(shù)操作。
  第二,精準醫(yī)療。
  在機器人手術(shù)操作更加精細的基礎上,進一步探索對手術(shù)邊界進行精準判斷的技術(shù)手段,尤其是對腫瘤邊界進行精準定位,能為肝膽外科精準化手術(shù)提供保障。
  第三,全智能醫(yī)療。
  隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和深度學習技術(shù)的發(fā)展,未來機器人手術(shù)或許能夠少依賴甚至不依賴外科醫(yī)師的操作,完全自主決定手術(shù)方式并完成相關(guān)操作,最終為肝膽外科手術(shù)的標準化提供完美解決方案。
實現(xiàn)肝膽疾病全程管理
  人工智能與人類大腦相比,最大的優(yōu)勢在于處理各類數(shù)據(jù)的能力,而疾病的預防通常需要大量的公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)與后續(xù)統(tǒng)計分析,因此人工智能在疾病的預防方面有天然的優(yōu)勢。
  數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示,我國有乙肝病毒攜帶者近1億人,其中約3000萬是乙肝病毒感染者,乙肝的進展與演變會導致肝纖維化、肝硬化及肝癌等一系列問題。
  值得一提的是,以有效防治乙肝、對乙肝患者進行全生命周期管理為理念的國內(nèi)首個肝癌人工智能臨床決策系統(tǒng)和肝移植人工智能臨床系統(tǒng)于2019年11月發(fā)布,標志著人工智能在肝膽疾病預防領(lǐng)域的一次成功嘗試。
  人工神經(jīng)網(wǎng)絡作為人工智能的重要組成部分,代表著人工智能的深化與進階,而基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的人工智能應用模型在肝移植術(shù)后受體生存和肝功能衰竭方面的預測已經(jīng)初具成效。
  與此同時,人工神經(jīng)網(wǎng)絡還可用于肝移植術(shù)后免疫抑制藥物血藥濃度變化的監(jiān)測、肝移植術(shù)前供受體匹配及肝癌肝切除術(shù)后死亡率和預計生存時間預測等領(lǐng)域。
  這些成果均表明,人工智能為肝膽疾病的預防與圍手術(shù)期患者的管理均提供了強有力的支持。
期待肝膽外科實現(xiàn)“三化”
  未來,基于人工智能的諸多優(yōu)勢,我們應創(chuàng)新基于生物組學大數(shù)據(jù)的智能診療技術(shù),揭示我國肝炎流行的影響因素;繼續(xù)開展多中心臨床研究,建立隨機對照實驗,開發(fā)肝炎防治及疫苗策略;進一步完善疾病篩查大數(shù)據(jù),建立肝膽炎癥與腫瘤演變的多因素分析模型,降低肝膽惡性腫瘤發(fā)病率等。
  我國是肝膽疾病高發(fā)地區(qū),對于人工智能相關(guān)技術(shù)在肝膽疾病診療領(lǐng)域的開發(fā)與應用有著得天獨厚的優(yōu)勢,因此,我們應該積極融合各類信息數(shù)據(jù)、發(fā)展學科交叉,推動人工智能在肝膽疾病診治的發(fā)展,為最終實現(xiàn)個體化、標準化及精細化做出努力。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202011/419862.htm


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