機器學(xué)習+精準醫(yī)療是未來超算中心研究的重點

眾所周知，中國的超級計算機在世界上處于領(lǐng)先水平，天河二號和神威太湖之光都先后霸占世界超級計算機排名榜首多年，超算技術(shù)是中國的驕傲。近幾年，人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)大火，也得到了很多資本市場的青睞，當超算與人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合，其應(yīng)用前景將更加廣闊。

截至目前，中國共建成了六座超算中心，國家超級計算長沙中心就是其中的一個。在中國醫(yī)療科技大會上，彭紹亮教授發(fā)表了《基于超算的人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)》的演講，作為“天河”超級計算機生命科學(xué)方向負責人，他為大家詳細介紹了超算與醫(yī)療、健康等數(shù)據(jù)融合在電子病歷和人工智能醫(yī)生方面的應(yīng)用，并闡述了如何從診前、診中、診后全面支持醫(yī)生進行全方位精準、高效的診療。

國家超級計算長沙中心副主任彭紹亮

從醫(yī)學(xué)影像到電子病歷

彭紹亮教授表示，目前國家超級計算長沙中心與華大基因、上海藥物所、軍事醫(yī)科院及超過六百家三甲醫(yī)院進行合作，所做的這些研究是基于電子病歷大數(shù)據(jù)，從微觀、宏觀的醫(yī)學(xué)影像再到電子病歷。他認為，由于對身體機制的不了解，導(dǎo)致人們在面臨癌癥、腫瘤時非常恐懼。

如今，智慧醫(yī)療的概念很火，但實際落地的情況并不理想。彭紹亮教授表示，當前生命科學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)了很多大數(shù)據(jù)，這不僅是一個醫(yī)學(xué)難題，也成為了數(shù)據(jù)分析的瓶頸。他還希望把高性能計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等最新技術(shù)結(jié)合起來，并應(yīng)用到生命科學(xué)領(lǐng)域去解決實際的問題。

彭紹亮教授表示，目前他正在做腫瘤癌癥精準醫(yī)療與下一代超級計算相結(jié)合的研究，這里面最關(guān)鍵的技術(shù)就是數(shù)據(jù)挖掘，即數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)標注，目前已經(jīng)搭建了一個耗資約三千多萬的人工智能集群。

醫(yī)療大數(shù)據(jù)、人工智能與超算的結(jié)合

超算的價值可以從它對醫(yī)療大數(shù)據(jù)的貢獻看出來。彭紹亮教授提到，他的團隊研發(fā)了一款健康體檢機器人，主要功能有收集驗血、驗?zāi)驍?shù)據(jù)等，它可以采集多達130項的健康體檢指標，最重要的是可以拿這些健康體檢數(shù)據(jù)跟后臺幾千萬健康人的數(shù)據(jù)做對比，從而分析和評測出受檢人的健康狀態(tài)。

如今，人們?nèi)鴥?nèi)三甲醫(yī)院看病的一大難題就是掛號，很多時候病人因為掛號耽擱了最佳的糾就診時間。彭紹亮教授提到，其團隊推出第一個國內(nèi)實現(xiàn)先看病后掛號的機器人，當人們與機器人握手、拍照、問答等，機器人會為患者提供全方位的服務(wù)，如當患者不知道掛號的科室，掛號機器人也能清楚地指出來。彭紹亮教授希望將掛號機器人打造成一個全科醫(yī)生，讓它擁有所有的疾病知識。

如何將醫(yī)療大數(shù)據(jù)、人工智能與超算的結(jié)合，并用于實際之中是彭紹亮教授的團隊們在研究的課題。他提到，目前這個人工智能醫(yī)生已經(jīng)在香港、澳門等地做過人工智能診療和醫(yī)療大數(shù)據(jù)分析。

人工智能機器人怎么看病？

人工智能醫(yī)療主要解決兩類問題，一類是全球誤診率最高的十種疾病，另一類是全球患病人數(shù)最多的十種疾病。彭紹亮教授認為，隨著鈣的流失，骨質(zhì)疏松的概率會增加，人們每一次的摔跤或骨折并非偶然。人工智能醫(yī)療一個有趣的地方是用數(shù)據(jù)驅(qū)動整個模型，其團隊做了個骨質(zhì)疏松機器人，這個機器與多家醫(yī)院進行合作，展開了多次的大規(guī)模免費義診。目前這個機器已經(jīng)收集了國內(nèi)幾十萬人骨質(zhì)疏松的數(shù)據(jù)。還有一個健康巡防機器人，它可以代替醫(yī)生在危重傳染病房進行全天的巡防，防止醫(yī)生和危重傳染病人的接觸與二次感染，巡防機器人能學(xué)習整個地圖并與病人進行交互和數(shù)據(jù)采集，機器人看病的過程很簡單，患者首次刷下身份證和醫(yī)?？?，下次刷臉就可以完成骨質(zhì)疏松的篩查。

彭紹亮教授表示，他們的核心技術(shù)是通過智能機器人的協(xié)助來提升診前、診中、診后的效率和精度，希望建立中國人的全數(shù)字生命周期健康管理系統(tǒng)，盡可能地收集到各個維度的數(shù)據(jù)，包括先天性DNA數(shù)據(jù)、電子病歷、生活習慣等。未來人們的后代可以在互聯(lián)網(wǎng)上跟數(shù)字化生命對話。

在抑郁癥篩查平臺方面，由于抑郁癥患者誤診率高且隱私保障難以保障，通過抑郁癥篩查平臺，結(jié)合相應(yīng)的量表及數(shù)據(jù)庫，通過給患者進行針對問答，監(jiān)測患者的腦電、表情數(shù)據(jù)，然后分析和診斷患者的病情。

機器人幫助每個家庭進行疾病的預(yù)測與治療

深度學(xué)習在電子病歷上的應(yīng)用是通過電子病歷數(shù)據(jù)進行相關(guān)醫(yī)療任務(wù)的預(yù)測，它將臨床數(shù)據(jù)和基因數(shù)據(jù)打通實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)的融合。彭紹亮教授表示，他的團隊把患者的先天數(shù)據(jù)與后天電子病歷數(shù)據(jù)進行整合，建一個全天候的家庭健康醫(yī)生，對每個家庭成員進行健康評估，預(yù)測成員未來5到20年的疾病風險，然后針對性地進行干預(yù)和呵護。

除了在醫(yī)療和人工智能上的研究，彭紹亮教授與他的團隊也在做醫(yī)療和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的研究，這個研究的目的是打通醫(yī)院個基因公司間的數(shù)據(jù)壁壘，機器學(xué)習+精準醫(yī)療也是未來研究的重點。