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行业新闻

作者：曹晖  顾佳毅

近年来，人工智能医疗已敏捷进入人们视界并在智能印象、智能病理、智能决议方案等方面得到运用，在外科范畴也已逐步成为一项可遍及、可推行的技能。改动作业理念、承受智能技能、加强转型学习、标准医疗行为、鼓舞跨域协作以完结作业生涯的可持续开展，是人工智能医疗带给外科医师最大的应战和机会。

外科医师怎么习气人工智能年代的降临、医疗大数据从何获取、怎么挑选和运用人工智能经历、推行人工智能医疗可能面临的妨碍、哪些外科医师更简单被年代所筛选、怎么应对人工智能可能引发的医学道德和法令问题、人工智能是否是处理医疗难题的最佳答案？这些方面都将是值得外科医师探究与考虑的问题。

人工智能（artificial intelligence，AI）是研讨、开发用于模仿、延伸和扩展人的智能的理论、办法、技能及运用体系的一门新的技能科学。AI的概念其实并不新颖，于1956年首要提出。前期人工智能技能迟迟无法完结打破性开展，而堕入沉寂，尽管有过偶发的成功事例，如IBM深蓝超级核算机打败国际象棋冠军卡斯帕罗夫，但一直缺少以在实际国际支撑起大规划商业化运用。进入21世纪，尤其是近5年，大数据、算法和核算才干这三个人工智能的中心要素取得了长足前进，促进了AI技能的革命性开展。2016年，在以往被以为是机器“无法制胜”的围棋比赛中，Google公司的AlphaGo成功打败人类国际冠军李世石，然后赋予这场成功历史性的含义，使AI敏捷进入群众视界。越来越多的人信任，AI将会带来一场深化的社会革新，事实上革新已悄然发作，当人们用自己的脸解锁iPhone X时，当人们运用微信的“语音转文字”功用时，乃至在最传统、最保存的健康医疗范畴，AI已开端呈现并无时无刻不介入到人们日常生活的许多范畴。

2017-07-20，国务院印发《新一代人工智能开展规划》，着重到2030年，我国的AI理论、技能与运用要到达国际领先水平，成为国际首要AI立异中心，这标志着开展AI正式上升到国家战略的高度。

咱们只知道大势将至，谁曾想未来的格局和改动竟来得如此之快，OpenAI出资人Elon Musk曾预言：“一旦AI到达一个临界值，即到达相当于人类中最聪明、最富有发明力的人的智力水平常，那么它将在极短的时刻内逾越人类智力的总和”；Facebook创始人Mark Zuckerberg也预言，AI将在听、说、读、写等中心感知力上5~10年内逾越人类。在咱们毫无发觉的国际里，人工智能正在读取人类社会的天量数据，日夜不息地自我迭代进化，新的年代现已渐行渐近，人们底子无力阻止，与其束手待毙，不如紧跟人工智能环境下的新年代、新机会，面临如此汹涌极速的人工智能大潮，整个医学界怎么应对这样的机会和应战？外科医师的咱们是否现已在心思和才干上做好了必要的预备？

大数据年代，人工智能在医疗范畴的运用

近年来，人工智能医疗已逐步成为一项可推行、可遍及的运用技能。在国外，许多科研机构和高科技公司早已布局AI医疗，并收成丰盛效果。在智能辅佐医疗范畴，2015年，北卡罗来纳大学研讨以为，深度学习切割脑MR图像优于传统办法；2016年，Google研讨标明，AI确诊糖尿病视网膜病变精度已可运用于临床；2017年，斯坦福大学研讨显现，AI皮肤癌确诊精度可达专家级水平。在智能决议方案范畴，2014年，Microsoft运用可穿戴设备搜集剖析健康数据，为运用者供给饮食、练习和就诊主张；2015年，IBM开端剖析医学文献和病患医治记载，为患者供给高质量、循证型个体化的医治方案；2016年，Google树立健康危险正告体系，凭借移动终端推送健康危险正告，并及时告诉医师。在国民健康办理范畴，2015年，荷兰政府开端运用AI技能为特定患者团体寻找最有用的医治方案，并经过剖析数字化的医疗档案来削减医疗失误；2016年，美国拉斯维加斯卫生部门运用AI技能进行公共卫生监测，经过交际媒体的追寻来断定疾病爆发的源头。在药物研制范畴，大型医药厂商也将AI技能运用于新药开发与更新换代中。

在国内，AI医疗范畴的开展和出资相同如火如荼，据《2017医疗大数据与人工智能工业陈述》计算显现，我国现在已有83家企业投身AI医疗范畴。2016年，IBM沃森医师被引进我国，引发重视；2017年，我国台湾HTC将增强实际（augmented reality，AR）与AI结合，简化心、脑、脊椎等极精密手术的流程；2017年，上海交通大学医学院隶属瑞金医院联合英国约克大学发动全球最大规划单中心临床，以验证可穿戴设备有助于确诊、监测帕金森病；2017年，杭州云栖大会上，阿里巴巴宣告进军人工智能医疗范畴，方针指向医师、患者、医院办理这三个要点：开发AI医师，首要作为专业医师帮手发挥效果，力求10年内减轻医师一半作业量；研制AI“虚拟患者”，便利医护人员前进医术；运用大数据、云渠道、全流程移动付出等，打造“才智医院”。此外，有专家提议，将AI技能运用在实时监控医保基金的运用状况上，以根绝不合理的医疗费用开销，缓解我国医保基金开销近几年迅猛添加带来的压力。

由上可见，当时AI医疗的老练运用首要会集在智能印象学、智能病理学和智能决议方案三个方面。现代医学中，医师的医治定论树立在相应的确诊数据中，作出既正确且快速的判别对临床医师来说是一项应战，这依托的不只是不懈的练习，更是经历和数量的堆集。智能印象是核算机深度学习MRI、CT、X光等印象数据进而帮忙医师完结确诊、医治作业的一种辅佐东西，能够在3d内学完人类10年才干阅览的片子；智能病理学帮忙病理科医师做到更好的数据剖析，既弥补了年青医师经历上的缺少，帮忙他们在事务方面敏捷生长，也能够前进资深医师的作业功率，节省了比如术中冰冻病理学查看这样的等待时刻；当外科医师面临需求进行杂乱手术的患者时，需求阅览几百种文献和资料才干拟定出放疗、化疗、靶向等归纳医治方案，智能决议方案能够在1min内从一切相关的研讨文献中引荐出患者所需求的医治方案，所以从智能印象学、智能病理学、智能决议方案这三点上来看，人工智能医疗必定能成为外科医师的好帮手。那么AI在外科范畴的开展现状怎么？AI的开展方针究竟是帮忙仍是代替外科医师？咱们能否在这次技能革新中全身而退？这些是整体外科医师一起重视的论题。

人工智能医疗在外科范畴的运用与实践

人工智能技能是由认知、猜测、决议方案和集成处理方案四部分一起组成。认知是指经过搜集及解说信息来感知并描绘国际，如最近鼓起的印象组学，就是运用数据发掘技能，主动从印象学、病理学、基因等海量数据中萃取、提炼并量化肿瘤海量特征并进行解析的新办法，其超强的学习才干弥补了医师时刻和经历上的缺少。

猜测是指经过推理来猜测行为和效果。2014年，AI经过阅览美国外科协会国家手术质量改善方案的数据来猜测手术并发症，精确性远远优于其他单项目标或量化评分；2015年，我国科学院主动化研讨所和广东省人民医院放射科经过回忆500例结直肠癌患者数据，将印象特征、血清肿瘤符号物和临床目标相结合，构建并验证了根据印象组学标签的术前猜测模型，将结直肠癌淋巴结清扫的假阳性率从70%降低到<30%；2016年，浙江大学医学院隶属邵逸夫医院经过提取48例新辅佐放化疗后直肠癌患者多模态磁共振成像数据中的印象特征，运用人工神经网络办法树立模型，完结了直肠癌新辅佐放化疗效果的定量化精准点评。

决议方案则是关心怎么做才干完结方针。沃森医师（Watson for Oncology）是一款IBM公司打造的医疗认知核算体系，被称为肿瘤学界的AlphaGo，现在已用于乳腺癌、胃癌、结直肠癌等8种肿瘤的医治决议方案。医师只需输入患者的一般状况、根底疾病、手术、病理学、医治进程、复发搬运等信息，沃森医师就能经过300种以上医学期刊、250本以上医学书籍、1500万页的论文的筛选，列出最契合当时条件的数个医治方案，并按照优先级引荐给临床医师，一起注明各方案的循证支撑和攻略来历。此外，沃森医师还能接纳患者的肿瘤活检基因学检测陈述，经过强壮的认知与核算才干，发现与病况开展状况相关的基因骤变，并供给针对这些骤变的可选医治方案列表，以供主治医师参阅。一起，它还能为患者引荐契合入组条件的临床试验，给予患者更多挑选的机会。现在上海交通大学医学院隶属仁济医院、瑞金医院和上海市第十人民医院等已将沃森医师运用于乳腺癌和结直肠癌的MDT多学科评论，数据显现沃森医师和人类专家方案的一致率高达85%以上。

终究，当人工智能与其他互补性技能结合时，可生成集成处理方案，如全主动机器人手术。经过30多年的快速开展，手术机器人已在神经外科、腹外科、胸外科、骨科、血管外科、整形外科等多个范畴得到了广泛的运用，美国的da Vinci是惟一商用的手术机器人体系，现在已开展到第五代产品，全球装机量截止2017-09-30已达4271台；英国Cambridge Medical Robotics研制中的Verslus不只适用于微创手术，还可运用于传统开腹手术；美国Auris Surgical的ARES专心于肺肿瘤的精准化微创医治；天津大学和威高联合研制的“高手S” 于2017年3月进入注册查验阶段；哈尔滨工业大学工业转化的姑苏康多机器人公司也在2017年5月宣告行将进入临床阶段。是否搭载人工智能是新一代机器人差异于上一代机器人的重要特征：日本已开端运用机器人作为帮手参加外科手术；美敦力旗下Mazor Robotics的手术机器人现已能够提示骨科医师最佳的脊柱值钉部位；我国台湾HTC公司的AI结合增强实际技能（augmented reality，AR），合作示踪剂，可在屏幕上标示要害的解剖结构以及主张的手术进程，并提示可能存在的手术危险；STAR （the Smart Tissue Autonomous Robot）成为全球首台全主动手术机器人，2016年其在无人工帮忙下完结了小肠端端缝合的动物试验。

由上可见，AI技能的认知、猜测、决议方案在外科范畴的许多运用现已成型乃至商业化，可是最要害的集成处理方案技能尚处于并且将在未来相当长的一段时刻内仍处于研制阶段。比较于看不见摸不着、运行在各种仪器设备中的AI程序，人们对人工智能更具体的印象其实是“机器人”，理论上，只需给予足够多的数据量，AI将能够担任人类一切的作业，而机器人就是AI最完美的伙伴和载体，首例全主动机器人手术将成为人工智能医疗运用在外科范畴标志性的作业和打破，但现在看来依然需求10年以上的技能堆集和临床试验。这决议了AI短期内将更多地以帮手而非竞争对手的身份呈现在手术室，这一起也给了外科医师难得的喘息机会和间歇时期，能否运用这段缓冲期习气人工智能年代的新要求，防止被科技前进所筛选，成为一名具有可持续开展潜力的外科医师，将是一切外科医师——尤其是青年医师不得不一起面临的应战和机会。

人工智能医疗年代的应战和机会——做一名可持续开展的外科医师

手术机器人和印象辨认技能是人工智能外科的根底，但发明他们的不是外科医师，而是工程师和电脑专家，咱们只是在运用层面助了一臂之力。毫无疑问，人工智能医疗将在外科范畴引发革新，但背面的推手必定不是外科医师，咱们在整个进程中，可能只归于“食物链”的底层。在人工智能医疗年代，怎么发挥主观能动性求生存求开展？怎么将开展的潜力转化为安身的实力？值得咱们每一位外科医师考虑。

笔者深深感受到，首要外科医师要做好作业理念改动的思想预备。某些要害技能的打破在短短几年内就能够让一些作业退出历史舞台，医疗范畴尽管有必定的特殊性，但国际上其他范畴走过的路，医疗范畴没有任何理由以其特殊性而独善其身。笔者医院乳腺疾病中心医师体会到沃森医师的优势在于功率比人类更高，但缺陷相同明显，AI不通情感，无法剖析患者的喜怒哀乐，了解疾病进程与猜测转归。智能医疗为医师供给了更丰厚的资源和东西，前进了行业标准和要求，削减了从业者的作业量，将促进医师将作业内容从单纯的“吃技能饭”转向情感沟通和人文关心。交际才干、沟通才干、协商才干、同情心和作业素质在医师归纳才干中所占的比重将越来越高，是否掌握情面练达的艺术以及是否对别人诚心诚意的搀扶和关心在未来将左右一名医师的风评、口碑和受欢迎程度，由于这些都是人工智能缺少或许永远无法供给的。外科医师不光高手，更要仁心；社会前进需求速度，更要温度。

其次，外科医师需求承受并运用技能前进的效果。过硬的事务才干是任何一名外科医师的安身之本，而AI技能的开展有望帮忙外科医师更有用率地前进自己的手术技巧。跟着腹腔镜手术的遍及以及可穿戴智能摄像头的开展，咱们能够十分便利地记载自己手术的全进程，并与之前或其别人的录像进行比较和揣摩；各种新式传感器有望精确地记载术者的眼球运动、手指运动，并且量化点评器械运用以及和帮手合作的合理性，找出改善方向；优异的手术演示乃至有机会被机器完好地学习并复制，专利化乃至商品化，运用到未来的全主动机器人手术中去，这些都是人工智能年代，新技能带来的无限可能性。此外，互联网医疗年代诞生了一批“网红”医师，他们或许不是本专业闻名、繁忙的专家医师，但肯定是最有热情与愿望承受并运用技能效果的、最会运用新媒体渠道扩展个人影响力的青年医师。人工智能年代将树立起全新的医疗信用体系，医师的水平和效劳质量将时刻承受医疗大数据和患者点评的两层监督。在互联网医疗简化就医流程和前进就医功率的布景下，复旦大学医院办理研讨所所长高解春估量，网络就医将使医院削减30%~50%的门诊患者，到时医疗资源的相对宽余也会促进患者会集到闻名度高、有品牌、口碑好、效劳佳的医师那里去。因而，运用新技能修炼好内功，运用新媒介做好个人宣扬和品牌建设应该成为今世外科医师——尤其是青年外科医师的必修课。

接着，外科医师要坚持新年代的转型学习。人工智能的鼓起推动了所谓的“技能偏好型科技革新”——即具有数字技能的人才将特别受到重视，财富分配也将向这些具有合适技能的人才靠拢。不只在医疗范畴，现在全我国都面临着巨大的人工智能人才缺口，许多公司乃至到国际学术会议上直接挖人。严酷的实际状况是，我国医疗界现在很难招募并留住人工智能范畴的人才，由于他们在互联网公司有更好的待遇和远景。国务院下发的《新一代人工智能开展规划》中提出，要从中小学教育开端，树立未来数据科学家和工程师储藏库，这种自下而上、急进的人才培养形式可能需求5~10年乃至更长时刻的蛰伏期才干看到效果，而这可能是留给咱们这一代外科医师前进自己终究的好时光、好机会。我国对人工智能人才教育的重视有必要包括让现有劳动力更新常识结构并能享用开展盈利，外科医师——特别是青年外科医师，有必要做好数学、计算、操控、工程、核算机编程等AI相关学科的常识储藏，并深化学习自己有爱好或触及本身研讨方向的专业常识；绝不能满足于单纯作为人工智能医疗的运用者和传播者，而应当勇于成为人工智能医疗的参加者、实践者、开发者乃至立异者。从长远来看，国家则有责任进一步前进医疗环境、改善医患联系、添加医疗作业者收入，这样才干招引连绵不断的青年才俊投身医学作业。

然后，外科医师有必要标准医疗行为，离别曩昔一些习以为常的陋习。在医保基金近年来越发吃紧的大布景下，医保监测在人工智能的加持下逐步走向主动化、实时化、精准化，即凭借医保信息化体系树立一套涵盖医治前、医治中、医治后等全流程，办理药品、查验查看、医用资料等全处方，监督参保人、医师、医院和药店等整体人员的医疗稳妥监管体系。一旦发现医保基金运用呈现违规问题，或医院和医师在效劳进程中不按规矩就事，监控体系就会当即正告或者阻止，医疗稳妥经办机构则会当即盯梢办理。终究意图是有用操控医保基金的乱用，进而根绝“乱确诊” 、“乱收费”以及不合理的利益输送等现象。新形势下，咱们有必要秉持“患者利益高于一切”的理念，在确保医疗效劳安全、有用、专业的一起，尽可能地操控医疗本钱，不为患者增加担负，不去触碰法令红线。

终究，鉴于人工智能对专业常识广度和深度提出了史无前例的严要求、高标准，外科医师有必要加强跨范畴的多学科穿插协作。没有高水平的数据专家把关算法，就无法把最前沿的人工智能理论运用到外科范畴；相同，没有专业医师的深度参加，人工智能就完全不行能进入医院落地运用。为到达这个方针，国家力气可能需求介入，发动人工智能医疗方面的严重研制方案，安排各范畴有根底的学科强者，组成一支实在的研制梦之队，实在完结技能上的打破。

人工智能医疗的终极方针就是让人类更健康，让患者更满足，让医师更自在，而“可持续开展”的等待将倒逼外科医师在效劳、技能、作业形式、品牌、思想、理念等多个维度都要契合人工智能医疗年代的标准，盲目据守传统思想形式的必定效果就是优胜劣汰。当然，探究的道路上必定伴跟着艰难和困惑，这需求咱们勇于面临、勤于考虑。

外科医师在人工智能医疗年代不得不面临的考虑

外科医师为什么需求人工智能？医疗范畴的难题有时经过几代人花费几十年的尽力还没有找到打破性的处理办法，以肿瘤为例，尽管NIH每年投入的研制经费巨大，许多抗癌新药被研制，可是大部分癌症的5年存活率并无实质性前进；作为比照，艾滋病的5年存活率，在找到有用医治办法后，5年存活率从0上升到75%。早发现、早医治是前进癌症治愈率的要害，印象组学技能结合医学印象、基因和临床大数据，运用人工智能办法发掘肿瘤信息，完结癌症、癌前病变乃至潜伏期肿瘤在CT、MRI、X光等印象或血液数据上的前期确诊，为前期手术发明了条件，有望成为癌症医治范畴的打破性技能。该技能所需求的巨大样本量是传统的数据处理办法（如回归和多变量剖析）无法负荷的，并且输入的样本数越多，AI算法能够改善或学习的空间越大，终究的效果也越精确，能够说，人工智能是临床“大数据”得以变废为宝的根底和中心技能，为外科医师处理医疗难题供给了新思路和强有力的东西。

那么，外科医师的“大数据”又从何而来？正如人类需求从食物中取得能量，人工智能的“食物”则是稳定的数据流，AI体系有必要经过许多的数据来“练习”自己，才干不断前进输出效果的质量。我国巨大的患者基数以及问诊、查看、确诊、手术、随访、辅佐用药等丰厚的医疗行为能够为外科医师供给海量的临床数据。为了尽可能充沛地运用这些数据，咱们有必要构建一个更为完善的数据生态体系：（1）树立并执行数据标准并鼓舞跨医院、跨地区的数据沟通，我国香港特别行政区医院的经历标明，运用一致并能够被人工智能直接读取的的信息体系将明显前进临床数据的价值，如北京大学肿瘤医院季加孚教授领衔的我国胃肠肿瘤外科联盟，在我国许多医疗中心之间同享一致格局标准的胃肠肿瘤临床数据，跨出了“小数据”整合的重要一步。（2）改善并丰厚数据录入办法，数据要在人工智能医疗范畴发挥大效果，有必要做到实在、完好、精确，我国医师的作业强度很高，很难抽出时刻具体记载一切数据，未来在老练的语音技能帮忙下，咱们能够运用语音转录设备记载医师和患者的对话，主动生成电子病历，既削减医师的作业量，又前进数据的完好性，未来医疗可穿戴设备有望全天候地监测患者的心跳、血压、血糖、胎动等生理数据以及服药状况等，扫除患者依从性对数据的搅扰。（3）外科医师要长于发现新式数据来历，核算力的空前前进使核算机视觉现已能像阅览体育比赛相同，对手术视频（这是从未运用过的大数据）进行定量剖析，完结主动切割、注释并记载数据，1 min高分辨率手术视频包括的数据量，是同一患者CT数据量的25倍，可谓不折不扣的数据金矿，因而，录制手术视频在大数据年代极其重要。

只要让人工智能运用在外科范畴的方方面面，其神秘感才会逐步消失，其临床潜力和社会价值才会充沛显现，但在推行作业中必定会遇到种种妨碍。如许多医院还没有意识到搜集人工智能医疗数据的重要性，依然在运用陈腐的手写门急诊病历，但人工智能很难直接读取这样非结构化的自然语言，然后失掉了解病况起因、开展、转归的重要信息来历。此外，越来越多的医院办理者和学科带头人开端意识到，搜集并剖析临床数据将有助于前进临床实力和科研竞争力，但由于缺少既懂医学，又懂人工智能的跨界人才，这一主意往往不能付诸施行。还有，现在的智能医疗体系无法完全代替人工，但其运用和维护费用居高不下，远高于人力开销，因而，根据本钱的退让引进先进技能、精简人工流程的需求就显得并不那么火急。

哪些外科医师在人工智能年代可能面临赋闲？有剖析曾预言，人工智能医疗的开展意味着医师的筛选和赋闲，笔者以为这句话并不正确。在一个团队里，不同层级医师所担任的具体作业存在很大不同，初级医师不会赋闲，由于他要担任许多繁琐纷杂的根底作业，尽管技能含量不高，但这些作业有必要要有人来做，并且他们的人力本钱最低；有专业品牌的著名医师也不会赋闲，由于他们是拟定规矩、作出决议方案并有许多患者资源的人；而实在需求忧虑的是那些没有热情，不思进取，又不转型学习，未能跟上年代脚步、无所事事、可有可无的中间段医师。

现在的人工智能正在朝着咱们可意料和不行意料的方向飞速开展，AlphaGo Zero从零起步，左右互搏，摸索出人类穷极数千年也未曾想到的新棋法，以100∶0的总比分打败上一代AlphaGo。未来外科医师可能也要面临类似应战: 在一些要害的临床决议方案上，人类经历和机器经历一起存在却又有很大不同，乃至发生抵触，咱们应该怎么挑选和运用？鉴于医疗作业保存、谨慎的特征，患者依从性各不相同，以及当时相对严重的医患联系，究竟是挑选根据最新的机器经历去施行科学医治，仍是采用最稳妥的人类经历和习气医治，依然需求时刻的检测而做到具体问题具体剖析。

人工智能医疗势必会带来许多的医学道德和法令问题：健康数据归于患者仍是医师？搜集数据是否侵犯患者的隐私？数据应以何种办法同享？面临日趋严峻的网络安全进犯又该怎么维护数据？人工智能是否会无意识下承继大数据中的种族歧视、性别歧视和偏见？人工智能的决议方案导致医疗差错，医师是否需求担责？往后这些问题都会跟着人工智能医疗的开展而不断浮出水面。

至于人工智能医疗究竟能走多深走多远，归根结底还得看它能处理多少实际问题。20年前神经网络学习曾引发广泛重视，但终究能被其处理的问题寥寥无几，研讨者在新技能面前应该坚持一份冷静，审时度势，在充沛运用已知办法的根底上，逐步了解、采用、比较人工智能技能的适用范围，切忌盲目寻求盛行。

综上所述，笔者要再次着重外科医师的重要性、独特性和难以代替性。裘法祖院士曾说，“外科学是一门科学、技能和艺术的归纳”。研讨显现，科学家、艺术家将是最难被AI替代的作业之一，天主赋予人类灵活的双手和聪明的脑筋，而外科医师则是将此两者完美结合的模范。当然，技能的开展是没有边界的，外科学正从根据才干的艺术，逐步改动为数据驱动的科学，生产力的开展必定带来生产联系的改动。咱们能够考虑，自己今天所从事的作业是否AI有一天也能完结，乃至做得更好？外科医师急需一次完全全面的团体学习和自我前进，这样才干在被称为“第四次工业革命”的人工智能浪潮中牢牢占据主动，掌握中心竞争力，不被科技公司和本钱出资左右，作为专业人士实在主导技能运用开展的走向并同享更多归于新年代外科作业的效果。