AI VS人類醫(yī)生:AI預(yù)測健康事件發(fā)生之前比人類更好

一種新的醫(yī)生已經(jīng)入駐檢查室，還沒有名字。事實上，這些醫(yī)生甚至連臉都沒有。人工智能已經(jīng)進入世界各地的醫(yī)院。那些對機器人收購心存警惕的人沒有什么可擔心的;人工智能在醫(yī)療保健方面的應(yīng)用，并不一定會使人類思維與機器之間發(fā)生沖突。人工智能在檢查室里擴張、增強，有時會緩解醫(yī)生緊繃的神經(jīng)，這樣醫(yī)生就可以為病人更好的服務(wù)。

被稱為“未來醫(yī)學家”的Bertalan Meskó，將人工智能視為“21世紀聽診器”。他的評估可能比預(yù)期的更準確。雖然各種技術(shù)和測試為他們提供了診斷和治療患者所需的全部信息，但醫(yī)生已經(jīng)負擔了過重的臨床和行政責任，并且對大量可用信息進行分類是一項艱巨的任務(wù)，幾乎是不可能完成的任務(wù)。

這就是21世紀聽診器存在的意義。

盡管如此，人工智能在醫(yī)學方面的應(yīng)用已經(jīng)超出了行政管理的工作范圍。從強大的診斷算法到精心設(shè)計的外科手術(shù)機器人，這項技術(shù)正在醫(yī)學界廣為人知。顯然，AI在醫(yī)學上占有一席之地，而我們還不清楚它的價值。想象一下人工智能是病人護理團隊的一部分，我們首先必須更好地理解人工智能如何達到人類醫(yī)生水平。如何比較準確性? AI能夠做出什么具體或獨特的貢獻?人工智能在醫(yī)學實踐中非常有幫助，或者甚至是有害?只有當我們回答了這些問題之后，我們才能開始預(yù)測，然后構(gòu)建我們想要的以AI為動力的未來。

AI VS人類醫(yī)生

雖然我們還處于發(fā)展的初期階段，但人工智能在診斷病人方面的能力已經(jīng)和醫(yī)生一樣了。英國牛津John Radcliffe醫(yī)院的研究人員開發(fā)出一種AI診斷系統(tǒng)，在診斷心臟病方面，至少80%的時間里比醫(yī)生更為準確。在哈佛大學，研究人員創(chuàng)建了一個“智能”顯微鏡，可以檢測潛在致命的血液感染：人工智能輔助工具通過訓練，在一系列100,000個圖像上獲得25,000張幻燈片處理染料，使細菌更明顯。 AI系統(tǒng)已經(jīng)能夠以95%的準確率對這些細菌進行分類。日本橫濱昭和大學的一項研究顯示，一種新的計算機輔助內(nèi)鏡系統(tǒng)可以顯示結(jié)腸癌的潛在癌癥生長跡象，靈敏度為94%，特異性為79%，準確性為86%。

在某些情況下，研究人員還發(fā)現(xiàn)，人工智能在需要快速判斷的診斷挑戰(zhàn)中勝過人類醫(yī)生，如確定病變是否癌變。一項于2017年12月在美國醫(yī)學會雜志上發(fā)表的研究中，深度學習算法比時間緊迫的人類放射科醫(yī)生能夠更好地診斷轉(zhuǎn)移性乳腺癌。雖然人類放射科醫(yī)師在沒有時間審查病例的情況下可能表現(xiàn)良好，但在現(xiàn)實世界中，快速診斷可能會影響患者的生死。

當然，IBM沃森(Watson)就具有這樣強大的診斷能力:當挑戰(zhàn)從腫瘤細胞的遺傳數(shù)據(jù)中收集有意義的見解時，人類專家花了大約160個小時來回顧并根據(jù)他們的發(fā)現(xiàn)提供治療建議。沃森只用了十分鐘就提出了同樣可行的建議。谷歌最近公布了一款開源版本的DeepVariant，這是該公司用于分析基因數(shù)據(jù)的人工智能工具，在去年的“FDA真假挑戰(zhàn)”中，它是同類產(chǎn)品中最精確的工具。

人工智能在預(yù)測健康事件發(fā)生之前也比人類更好。今年4月，來自諾丁漢大學的研究人員發(fā)表了一項研究，結(jié)果顯示，通過對378,256名患者的大量數(shù)據(jù)進行訓練，自學成才的人工智能預(yù)測患者的心血管事件比目前的護理標準高出7.6%。為了讓這個數(shù)字更有前景，研究人員寫道:“在大約83000條記錄的樣本中，這相當于可以額外挽救355名患者的生命。也許最值得注意的是，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“假警報”也減少了1.6%，這種風險被高估了，可能導(dǎo)致患者進行不必要的手術(shù)或治療，其中很多都是非常危險的。

在理解大量數(shù)據(jù)上，人工智能是絕對超過人類的。這正是精密醫(yī)學日益增長的領(lǐng)域所需要的。希望填補這個空白的是人類診斷項目(Human Dx)，它將機器學習與醫(yī)生的實際經(jīng)驗相結(jié)合。該組織正在編制來自80多個國家的7,500名醫(yī)生和500家醫(yī)療機構(gòu)的輸入信息，以便開發(fā)一個系統(tǒng)，使患者、醫(yī)生、組織、設(shè)備開發(fā)人員或研究人員可以訪問系統(tǒng)，以便做出更明智的臨床決策。

更有“人情味”的心靈保健

總部位于波士頓的人工智能和行為分析公司Cogito的移動健康部門首席行為科學主管Skyler Place表示：“我認為人工智能的價值在于增強人類的能力，而不是替代人類。”

Cogito一直使用人工智能語音識別和分析來改善許多行業(yè)的客戶服務(wù)交互。該公司進軍醫(yī)療行業(yè)的形式是Cogito Companion，一種追蹤病人行為的心理健康應(yīng)用程序。

該應(yīng)用程序監(jiān)測病人的手機是否有主動和被動的行為信號，如位置數(shù)據(jù)，可能表明病人幾天沒有離開家，或通信日志，表明他們幾個星期沒有發(fā)短信或在打電話給任何人，(該公司聲稱，應(yīng)用程序只知道病人是否正在使用他們的電話打電話或發(fā)短信，它不追蹤用戶打電話或說什么)?；颊叩淖o理團隊可以監(jiān)視隨后的報告中的跡象，反過來可能會指示患者整體心理健康的變化。

Cogito已經(jīng)聯(lián)合全國各地的幾個醫(yī)療保健系統(tǒng)來測試這個應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序已經(jīng)在退伍軍人中找到了一個特殊的位置。退伍軍人面臨社會孤立的高風險，并可能不愿意與醫(yī)療系統(tǒng)，尤其是心理健康咨詢接觸，由于社會恥辱感。 “我們發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用程序是建立信任的一種方式，以更廣泛的方式推動醫(yī)療保健行業(yè)的發(fā)展。”Place說。

這里是AI一展身手的地方：應(yīng)用程序還使用機器學習算法來分析“音頻檢查” - 病人的錄音(有點類似于音頻日記)。這些算法的設(shè)計是為了提取情緒線索，就像兩個人在說話一樣。 Place解釋說：“我們能夠建立符合人們說話方式的算法，比如能量、語調(diào)、對話中的動態(tài)或波動。

(機器人)手術(shù)刀下

在過去的幾十年中，人工智能在醫(yī)學領(lǐng)域最具標題性的應(yīng)用之一就是外科手術(shù)機器人的發(fā)展。

迄今為止，在大多數(shù)情況下，外科手術(shù)機器人(da Vinci最為人熟知)作為人類外科醫(yī)生的延伸，可從附近的控制臺控制設(shè)備。 2010年在蒙特利爾舉行了一項名為“世界第一”的更為雄心勃勃的手術(shù)之一。這是外科手術(shù)機器人和機器人麻醉師(名叫McSleepy)的首次表演。收集的數(shù)據(jù)反映了這些機器人醫(yī)生令人印象深刻的表現(xiàn)。

2015年，第一臺手術(shù)機器人進入手術(shù)室十多年后，麻省理工學院對FDA數(shù)據(jù)進行了回顧性分析，以評估機器人手術(shù)的安全性。研究期間有144人死亡，1,391人受傷，主要是由于技術(shù)上的困難或設(shè)備故障造成的。該報告指出，“盡管報告數(shù)量相對較多，但絕大多數(shù)手術(shù)成功，并沒有任何問題”。但是，更為復(fù)雜的手術(shù)部位(如心胸外科手術(shù))發(fā)生的事件數(shù)量“明顯高于”如婦科和普外科等領(lǐng)域。

患者可以起訴機器人嗎?由于技術(shù)還比較新，在這種情況下的訴訟構(gòu)成了一個合法的灰色地帶。傳統(tǒng)上，專家認為醫(yī)療事故是醫(yī)師疏忽造成的，或者違反了明確的醫(yī)療標準。然而，疏忽的概念意味著人工智能本身缺乏的意識，而可以想象的是，機器人可以被認為是某種性能標準，那么這些標準就需要存在。

那么如果不是機器人的責任，那么該怪誰呢?患者家屬能否讓負責監(jiān)督機器人的人類外科醫(yī)生負責?或者應(yīng)該由制造機器人的公司負責?設(shè)計機器人的具體工程師？這個問題目前還沒有明確的答案，但這個問題需要早日得到解決。

放眼未來

在未來的歲月中，人工智能在醫(yī)學領(lǐng)域的作用將會越來越大：在埃森哲咨詢公司編寫的一份報告中，2014年人工智能在醫(yī)藥方面的市場價值為6億美元。到2021年，這一數(shù)字預(yù)計將達到66億美元。

行業(yè)可能會蓬勃發(fā)展，但我們不應(yīng)該急于或隨意地整合AI。這在一定程度上是因為對人類來說合乎邏輯的事物不屬于機器。

算法可能也會繼承我們的偏見，部分原因在于，用于訓練人工智能的材料缺乏多樣性。在醫(yī)學上，機器接受的數(shù)據(jù)很大程度上取決于誰在進行研究，以及在哪里進行研究。白人男性仍在臨床和學術(shù)研究領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，他們也在參與臨床試驗的患者中占絕大多數(shù)。

醫(yī)療決策的一個宗旨是，程序或治療的好處是否超過風險。在考慮人工智能是否準備與手術(shù)室的外科醫(yī)生保持平等的時候，一個小的風險收益和平等分析將會有很長的路要走。

盡管有時我們擔心機器人會引領(lǐng)我們將人工智能整合進醫(yī)學領(lǐng)域，但人類是在進行這些對話并最終推動變革的人。我們可以決定在哪里應(yīng)用人工智能，最好的方法可能是用老辦法。醫(yī)生們可以把人工智能作為一種工具，來開始構(gòu)建他們想要的未來——對他們和他們的病人來說最好的未來，而不是試圖預(yù)測未來20年醫(yī)生將會變成什么樣子。