說來有趣,21世紀最時髦的人工智能技術應用于現代醫學,與中國幾千年流傳至今的傳統中醫,竟有不小的相似之處。
傳統中醫講究“望聞問切”,據此積累下來千百萬人的“醫療大數據”,再通過醫生的人腦來存儲、“加工”,進而開出藥方;而今天的智能醫療,則是給醫生加上了一個“超強大腦”,它能海量存儲、超速計算、深度學習,給人類增添了更多擺脫病魔的能力。
盡管爭議與困難重重,但沒人能夠否認,人工智能、大數據等現代技術在醫療領域的應用已成大勢所趨。
有學者這樣描述,未來的醫學影像中心好比飛機駕駛艙,是各種各樣信息的綜合體;未來醫生則相當于飛行員,需要做的是去處理各種各樣的信息。比起擔心AI會不會終有一日取代醫生,腫瘤科的醫生已經在想方設法與這些聰明的“助手”并肩作戰,在臨床上精準圍獵腫瘤細胞。
人工智能遠程醫療 與醫生聯手圍獵癌細胞
更聰明、更有耐心的人工智能助手正在幫助醫生快速圍獵癌細胞。依靠核心算法、訓練神經網絡模型,人工智能可以深度學習大量已勾畫靶區和危及器官的患者數據,用模型來完成新患者靶區和危及器官的自動勾畫。
如今,只需將患者的數據輸入電腦,就能自動勾畫醫學圖像中腫瘤的靶區,自動分割腫瘤與非腫瘤組織,精確勾勒放療靶區。醫生在這個基礎上對影像進行審核、微調和修改,大幅減少了工作量。據介紹,目前該院測試結果顯示,人工智能自動勾畫影像,能比純人工節省大約70%的用時。而在一些缺乏腫瘤醫治經驗的基層醫院,人工智能也可以給年輕醫生提供參考,減少他們的出錯概率。
制定腫瘤放射治療計劃需要進行大量的計算。傳統計算方式速度慢、花費時間長、成本高,很大程度上要依賴物理治療師豐富的經驗。而這一點恰恰在中國是一個短板,目前我國放療物理師人才非常匱乏。數據統計顯示,2015年我國擁有物理師3294人,放射科腫瘤醫師與物理師比例為4.81∶1。
如果把放療對癌細胞的剿殺,看作是用洲際導彈轟炸目標,那么醫生是發出目標指令的人,而制定計劃和操作,比如導彈怎樣飛行、飛行的軌跡如何,都是物理師來具體完成的。甚至有人說,在放療科可以沒有醫生但不能沒有物理師。
物理師要根據醫生要求和設備特點來設計合適的方案,要根據病人情況重建三維人體結構圖,通過復雜的數學和物理運算確定放療機器的各種參數,驗證測量、修改和完成放療計劃,還要每天測量和校準劑量,來確保放療的準確性和安全性。
人工智能正在彌補這個短板,它可以高速分析和處理海量大數據,針對腫瘤類型、腫瘤周期、患者性別體重等參數對數據進行劃分,幾分鐘就能自動設計最優放療計劃,供物理師參考。
放療、手術、化療是人類治療癌癥的三把“尖刀”。近年來,放療精準度高、適應度廣、副作用小、創傷較少等優勢逐漸受到重視。然而我國醫療資源分布極不均衡。據全國第三次衛生服務調查顯示,目前我國80%的醫療衛生資源集中在城市,其中80%又集中在大中型醫院,而醫療衛生服務需求大部分存在于基層。
以放療為例,在基層醫院,有的根本就沒有配置放療設備,有的雖然買來昂貴的設備,卻因為缺乏放射腫瘤科醫生和物理師,導致設備閑置,或是治療不規范效果不佳,因此患者看病依舊需要去擠大醫院。
目前,醫生們正在更深入地研究利用人工智能預測放療后的并發癥。肺癌是在中國發病率最高的癌癥,一個重要的治療手段就是放療,然而最常見的并發癥之一就是放射性肺炎。放射性肺炎會對患者的生活質量造成一定影響,嚴重的甚至會危及患者生命,但目前沒有有效預測放射性肺炎發生的方法。一般來說,現在預測并發癥的成功率在50%左右。目前醫生們采用人工智能和新興的放射組學結合的方法,創新性地建立放射性肺炎預測模型,即通過計算機深度學習方法挖掘CT圖像中隱藏的信息,比如腫瘤的紋理、密度等信息,并結合患者臨床和放療信息構建綜合的預測模型,輔助臨床醫生調整治療方案及臨床決策。
如果發現某個病人發生放射性肺炎可能性高,可以及時介入,提前做一些預防措施,盡量降低放射性肺炎發生的等級,減少痛苦。一個非常理想的狀態是,給病人做幾個CT檢查之后,人工智能就可以知道病人可以存活多久、做放療的療效如何,什么時候會發生轉移,以及這個過程中產生的相關副反應及其可能性有多大。