美國前五的醫療機構，它們利用AI在做什么？

　　近年來(lái)，資本扎堆醫療AI。自2014年以來(lái)，國內醫療AI企業(yè)數量進(jìn)入高速增長(cháng)期，2016年已經(jīng)達到36家之多，到2018年這個(gè)數字已經(jīng)超過(guò)50。而近距離觀(guān)察這些企業(yè)，我們發(fā)現“醫療+AI”構想雖多，技術(shù)層面也不斷有產(chǎn)品推出，應用場(chǎng)景的國內商業(yè)落地卻少之又少。

　　4月17日，動(dòng)脈網(wǎng)“醫療AI商業(yè)化落地”系列文章《希氏異構與華西醫院深度合作，走出了一套自己的模式》報道了希氏異構深耕華西醫院，探索其商業(yè)化落地之路的案例。

　　正如希氏異構創(chuàng )始人兼CEO宋捷所講，國內醫療AI商業(yè)落地面臨遭遇諸多瓶頸，諸如條塊分割的“科室+AI”模式無(wú)法形成合力去觸發(fā)真正的變革、數據采集法律壁壘過(guò)高致無(wú)法達到“量”的需求、技術(shù)商硬件研發(fā)能力弱無(wú)法將技術(shù)成果轉化為最終產(chǎn)品等難題。這無(wú)疑制約了人工智能技術(shù)對于改善醫療行業(yè)痼疾發(fā)揮實(shí)質(zhì)作用。

　　那么如何破解這些難題呢?國內AI企業(yè)做了許多嘗試，動(dòng)脈網(wǎng)一直在進(jìn)行跟蹤報道?，F在讓我們換一種思路，將視角轉向美國的大醫院，看看他們是如何應用AI的。一百多年以來(lái)，美國一直能夠快速將創(chuàng )新成果迭代到現實(shí)場(chǎng)景中，成為技術(shù)變革最大的受益者。

　　為了幫助患者縮小就醫檢索范圍，《美國新聞與世界報道》每年會(huì )公布“最佳醫院榮譽(yù)榜”。在本文中，我們選擇了2017-2018年度榜單排名前五的大醫院，分別是梅奧診所、克利夫蘭診所、麻省總醫院、約翰霍普金斯醫院和UCLA醫療中心。

　　梅奧診所：聯(lián)手創(chuàng )業(yè)企業(yè)，關(guān)注致命疾病預測及個(gè)性化治療

　　梅奧診所位于美國明蘇尼達州羅切斯特，是世界最著(zhù)名的醫療機構之一。梅奧診所創(chuàng )立與1889年，目前已經(jīng)成為全面的醫療保健系統，包括門(mén)診、醫院、醫學(xué)研究及醫療教育機構等。

　　2017年1月，梅奧診所個(gè)性化醫療中心宣布與Tempus合作，雙方將基于分析和機器學(xué)習技術(shù)為癌癥患者提供個(gè)性化治療。

　　梅奧診所與Tempus計劃合作開(kāi)展兩項研究。Tempus對梅奧診所的1000名患者進(jìn)行分子測序和分析，從而獲得可以臨床級腫瘤測序的基因組結果。隨后，Tempus運用生物信息學(xué)分析和機器學(xué)習工具將這些基因組結果生成可供梅奧診所研究團隊直接使用的數據。梅奧診所可以運用這些數據為患者制定個(gè)性化的癌癥治療方案，讓他們盡量避免被采用無(wú)效藥物，從而減少不必要的藥物毒性。梅奧診所認為，最為重要的是個(gè)性化的癌癥治療將提高患者存活率，改善患者生活質(zhì)量。

　　Tempus CEO埃里克·萊夫科夫斯基指出，過(guò)去二十年來(lái)，科技取得了令人難以置信的進(jìn)步，但尚未完全滲透到醫療系統中?！拔覀兒芨吲d能將Tempus的操作系統和分析技術(shù)帶到梅奧診所，為醫生和患者的癌癥戰爭帶來(lái)益處?！?/p>

　　Tempus是一家專(zhuān)注于使用機器學(xué)習平臺開(kāi)發(fā)個(gè)性化癌癥護理的健康科技初創(chuàng )公司。Tempus創(chuàng )建了數據管道，用于收集和分析海量數據，以及管道動(dòng)力軟件應用程序，用以協(xié)助臨床決策支持和學(xué)術(shù)研究。Tempus還擁有自己的CLIA認證實(shí)驗室，目前每年有超過(guò)50000名患者。成立至今三年，Tempus始終貫徹公司的使命：從癌癥患者身上積累海量的基因組和臨床數據，以便醫生使用這些信息來(lái)更好地進(jìn)行個(gè)性化治療。

　　此外，2017年3月，梅奧診所與醫療設備制造商O(píng)mron Healthcare一起完成了對心臟健康創(chuàng )業(yè)企業(yè)AliveCor的D輪投資，投資總額3000萬(wàn)美元，動(dòng)脈網(wǎng)曾對此進(jìn)行過(guò)報道。(詳見(jiàn)《獲歐姆龍、梅約診所投資3000萬(wàn)美元!智能心電圖企業(yè)AliveCor正推出新一代AI面板》)。

　　2017年7月，梅奧診所與AliveCor合作將AliveCor的AI技術(shù)與梅奧診所的專(zhuān)利算法相結合開(kāi)發(fā)幫助醫療和非醫療人員輕松地篩選長(cháng)QT綜合征的工具。長(cháng)QT是一種先天的獲得性疾病，每年導致三千至四千名美國兒童和年輕人猝死，美國有16萬(wàn)人屬于這種疾病高危人群。

　　通過(guò)這次合作，Kardia Mobile設備將開(kāi)發(fā)檢測長(cháng)QT綜合征的新方法和新技術(shù)。AliveCor擁有人工智能專(zhuān)利技術(shù)、算法和數以百萬(wàn)計的心電圖數據，梅奧診所則擁有海量醫療數據數據和世界領(lǐng)先的臨床專(zhuān)業(yè)知識，雙方融合將使人們能夠以前所未有的規模實(shí)踐預防性醫學(xué)，并提供以前無(wú)法獲得的即時(shí)結果?；颊吣軌蚋娴亓私馑麄兊男呐K健康狀況，主動(dòng)監測并創(chuàng )建心臟護理的新標準。心電圖包含大量關(guān)于一個(gè)人整體健康狀況的信息，并將機器學(xué)習應用于數百萬(wàn)條心電圖記錄，作為對傳統心電圖分析的重要改進(jìn)。

　　AliveCor是一家智能手機心電圖設備制造商，同時(shí)也是蘋(píng)果手機的配套商之一。AliveCor的旗艦產(chǎn)品Kardia Mobile和升級產(chǎn)品Kardio Pro可以讓患者隨時(shí)采集自己的心電圖，并將結果以郵件形式發(fā)送給醫生，是第一個(gè)經(jīng)過(guò)臨床驗證和FDA批準的心電圖消費級產(chǎn)品。Kardio Pro是AliveCor運用人工智能的技術(shù)對Kardia Mobile進(jìn)行了改進(jìn)的產(chǎn)品，它以心電圖資料為背景，可以追蹤患者血壓、體重、活動(dòng)量情況，數據都被放到同一個(gè)面板中進(jìn)行綜合比較。通過(guò)機器學(xué)習，Kardio Pro系統把醫生需要重點(diǎn)關(guān)注的患者圈出來(lái)，并標出沒(méi)有問(wèn)題、可以忽略的健康人群。

　　克利夫蘭診所：聯(lián)手微軟，優(yōu)化ICU患者夜間監測

　　克里夫蘭診所位于美國俄亥俄州，隸屬于非營(yíng)利性公司克利夫蘭臨床基金會(huì )，并由其經(jīng)營(yíng)?？死锓蛱m診所創(chuàng )立于1921年，集合醫療、研究和教育三位一體，提供專(zhuān)業(yè)醫療和最新治療方案的非營(yíng)利性機構?？死锓蛱m診所開(kāi)創(chuàng )了醫療領(lǐng)域許多首例，例如首例冠狀動(dòng)脈造影、首例微創(chuàng )心臟瓣膜手術(shù)、首例fMRI引導的腦深部電刺激手術(shù)等。

　　2016年9月，克利夫蘭診所與微軟合作，使用微軟AI數字助理Cortana 進(jìn)行預測性和高級分析，幫助克利夫蘭診所 “根據ICU護理確定潛在的心臟驟停高?；颊摺?。

　　早在2014年，克利夫蘭診所就推出了自己的指揮中心eHospital，來(lái)實(shí)現對ICU中的患者進(jìn)行夜間遠程監測，與微軟的合作讓eHospital系統將Cortana整合其中，變得更加智能。此外，從eHospital系統收集的數據被存儲在微軟的Azure SQL數據庫中，Azure SQL數據庫是為應用程序開(kāi)發(fā)人員設計的基于云的數據庫。未來(lái)，數據收集點(diǎn)將拓展到患者生命體征和實(shí)驗室數據。

　　根據微軟2016年年度報告顯示，Cortana每月用于1.26億個(gè)Windows 10用戶(hù)，是微軟智能云部分的一部分。Cortana的功能包括設置備忘、無(wú)須用戶(hù)提前錄入預定義命令即可識別人類(lèi)語(yǔ)言，以及從Bing搜索引擎上抓取信息從而回答問(wèn)題。

　　麻省總醫院：聯(lián)手NVIDIA，領(lǐng)跑醫療放射

　　麻省總醫院是一所坐落于波士頓的綜合型醫院，是哈佛大學(xué)最大型的醫學(xué)教育中心及生物醫學(xué)研究基地，具有非常濃厚的研究氣氛。麻省總醫院創(chuàng )立于1811年，至今共有11名諾貝爾獎得主與麻省總醫院有聯(lián)系，他們曾在這里從事研究工作或者接受培訓。

　　動(dòng)脈網(wǎng)在2015年對麻省總醫院在數字醫療領(lǐng)域發(fā)展布局進(jìn)行過(guò)梳理(詳見(jiàn)《告訴你麻省總醫院的互聯(lián)網(wǎng)那點(diǎn)事》)。截至發(fā)稿的2015年8月，麻省總醫院尚未嘗試將機器學(xué)習應用到現實(shí)場(chǎng)景中。

　　隨后，在2016年4月NVIDIA宣布作為“創(chuàng )始技術(shù)合作伙伴”加入麻省總醫院“臨床數據科學(xué)中心”。當時(shí)NVIDIA已經(jīng)開(kāi)始了人工智能戰略，而麻省總醫院所設立的“臨床數據科學(xué)中心”目標是成為利用醫療AI來(lái)改進(jìn)檢測、診斷、治療和管理疾病。合作中，NVIDIA將NVIDIA DGX-1安裝在麻省總醫院，按照NVIDIA公司描述，NVIDIA DGX-1是一款“深度學(xué)習的超級計算機”GPU。

　　麻省總醫院擁有一個(gè)包含約100億張醫學(xué)圖像的數據庫，利用數據庫總的大量表型、遺傳學(xué)和成像數據可以訓練深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。運用人工智能，醫生可以將患者的癥狀、測試和病史與大量其他患者的見(jiàn)解進(jìn)行比較。最初，麻省總醫院臨床數據科學(xué)中心將重點(diǎn)放在放射科和病理學(xué)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域擁有特別豐富的圖像和數據，隨后將擴展到基因組學(xué)和電子健康記錄。

　　“我們現在有能力將放射學(xué)領(lǐng)域擴展到為人類(lèi)解析提供可視化信息的主要功能之上，”麻省總醫院放射學(xué)副主席兼中心執行主任Keith J. Dreyer在一份聲明中說(shuō)，“在精確醫療保健的指導下，我們正在進(jìn)入生物統計量化的放射時(shí)代，我們的解析將通過(guò)從廣大患者群體的診斷數據中學(xué)到的算法得到加強。沒(méi)有GPU的處理能力，這是不可能的?！?/p>

　　約翰霍普金斯醫院：聯(lián)手GE，實(shí)現智能化醫院管理

　　約翰霍普金斯醫院位于美國馬里蘭州巴爾的摩，是一家大型綜合醫院，曾連續23年獲評《美國新聞與世界報道》全美最佳醫院。約翰霍普金斯醫院創(chuàng )立于1889年，是約翰霍普金斯大學(xué)的教學(xué)與科研醫院。

　　2016年3月，約翰霍普金斯醫院宣布啟動(dòng)醫院指揮中心，GE Healthcare Partners是其合作伙伴，負責指揮中心的設計和建造。該中心使用預測性分析來(lái)支持更高效的操作流程，從而提高病人護理管理效率。

　　指揮中心里分布著(zhù)22臺顯示實(shí)時(shí)數據的監視器，場(chǎng)景類(lèi)似于美國宇航局軍事和太空作戰設施的作戰室，將最新的系統工程、預測分析和情境意識相結合。

　　指揮中心的工作人員有24名工作人員，都是從醫院不同的現有部門(mén)中抽調的，他們負責集中管理病人從入院到出院的整個(gè)流程。平均而言，該中心每分鐘約翰霍普金斯醫院的從14個(gè)不同IT系統接收500條消息，生成實(shí)時(shí)數據。這些數據每30秒刷新一次，涵蓋從床位可用性和手術(shù)室效率到病人狀態(tài)和人員配置等所有內容，工作人員可以立即采取措施預防或解決瓶頸問(wèn)題，減少患者等待時(shí)間，協(xié)調服務(wù)并降低風(fēng)險。對采集數據進(jìn)行分析，指揮中心還能夠預測每層樓未來(lái)兩天的入住情況及未來(lái)三天每天進(jìn)出病人的具體預期數量。

　　指揮中心運行一段時(shí)間以來(lái)，在改善患者體驗和操作結果方面取得了重大成果。根據約翰斯霍普金斯報告，其接受來(lái)自全國其他醫院的復雜醫療狀況患者的能力提高了60%、急診科為患者病床速度提高了30%、手術(shù)后手術(shù)室轉移延遲減少了70%、中午前病人數量出院增加21%。

　　UCLA醫療中心：聯(lián)手IBM，打造醫療聊天機器人

　　UCLA醫療中心坐落于美國洛杉磯，創(chuàng )立于1955年，附屬于加州大學(xué)，是一所教學(xué)醫院性質(zhì)的綜合醫院。

　　2017年3月，UCLA介入放射科醫生利用人工智能創(chuàng )建了一個(gè)虛擬放射科醫師(VIR)，為非介入放射科醫生提供臨床決策支持。

　　VIR是使用IBM的沃森人工智能計算機自然語(yǔ)言處理技術(shù)創(chuàng )建的類(lèi)似于在線(xiàn)客戶(hù)服務(wù)的聊天機器人。IBM的沃森人工智能計算機為VIR提供了超過(guò)2000個(gè)示例數據點(diǎn)，以模擬常見(jiàn)的介入放射科醫師接收咨詢(xún)期間收到的數據。VIR計劃使用“深度學(xué)習”，隨著(zhù)更多數據的輸入，它變得更加智能。

　　VIR通過(guò)短信自動(dòng)回復臨床醫生的問(wèn)題，幫助其選擇最佳的療程。例如，它可以告訴提問(wèn)者是否對患有特定過(guò)敏癥的患者執行特定治療?！斑@就像與人類(lèi)放射科醫生發(fā)短信一樣，但它使用人工智能來(lái)自動(dòng)響應。這是獲取信息的最快捷方式，它是由醫療數據支持的非常精心策劃的信息，所以結果是更好的患者護理，“UCLA放射學(xué)住院醫師兼應用程序員Kevin Seals博士說(shuō)。若查詢(xún)的問(wèn)題超過(guò)VIR自動(dòng)處理能力，VIR將提供醫院中的介入放射科醫師聯(lián)系信息，從而建立人與人直接聯(lián)系。

　　他山之石

　　基于機器學(xué)習的人工智能技術(shù)占據資本市場(chǎng)風(fēng)口已經(jīng)兩年有余，參與者從最早資本端的私募、風(fēng)投已經(jīng)蔓延到產(chǎn)品端的大型實(shí)業(yè)企業(yè)，似乎驗證了它作為一種未來(lái)趨勢改變世界的能力。

　　通過(guò)以上對美國頂級醫院AI應用的梳理，我們發(fā)現了兩點(diǎn)值得關(guān)注。

　　一是，數據壁壘最小化。在美國，頂級醫院通常選擇與強大的頭部企業(yè)合作，例如克利夫蘭診所聯(lián)手微軟、麻省總醫院聯(lián)手NVIDIA、約翰霍普金斯醫院聯(lián)手GE、UCLA醫療中心聯(lián)手IBM等，這些案例中的技術(shù)供應商都是技術(shù)領(lǐng)域老牌的頂級企業(yè)。此外，一些頭部技術(shù)企業(yè)選擇在同一時(shí)期與多家頂級醫院合作，如GE。這種強強聯(lián)合，甚至是網(wǎng)絡(luò )化的強強聯(lián)合，能夠打破數據壁壘，使得醫療AI應用得以基于海量數據，確保機器學(xué)習具有準確的人工智能。而在國內，盡管一些技術(shù)供應商選擇了頂級醫院作為突破口，但囿于有限的實(shí)力和法律障礙，醫療AI應用被局限在科室內部或者醫院內部，產(chǎn)生的數據壁壘自不必說(shuō)。

　　二是，應用場(chǎng)景前端化。一般來(lái)說(shuō)，醫療AI應用細分領(lǐng)域分為疾病預測、醫院管理、輔助診療、精準手術(shù)和健康管理。與國內醫療AI將重心放在輔助診療不同，美國大醫院在醫療AI應用內場(chǎng)景方面側重疾病預測(如克利夫蘭診所與微軟合作、約翰霍普金斯與GE合作、UCLA醫療中心的VIR)和健康管理(如Mayo Clinic與AliveCor的合作)等前置位。醫療最終目的是健康，將醫療AI應用與健康鏈條更前端能夠有效提高社會(huì )健康水平。

　　新技術(shù)的應用必然是探索、總結、再探索的過(guò)程，探索中的總結可以是向內的，也可以是向外的。未來(lái)，動(dòng)脈網(wǎng)將持續關(guān)注國內外醫療AI商業(yè)落地的最新進(jìn)展。