個(gè)體化、標準化、精細化:人工智能推動(dòng)肝膽外科發(fā)展
人工智能(AI)作為計算機科學(xué)的一個(gè)分支,代表著(zhù)現今最先進(jìn)的生產(chǎn)力,并已經(jīng)廣泛運用到人類(lèi)社會(huì )各行各業(yè),在醫療領(lǐng)域也不例外。
肝膽外科作為外科領(lǐng)域傳統而又經(jīng)典的學(xué)科,主要通過(guò)手術(shù)干預的方式治療肝臟和膽道疾病,雖然肝膽外科疾病譜隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )發(fā)展正在悄悄改變,因生活水平的提高,慢性肝炎的發(fā)病率降低,而人口老齡化進(jìn)程的加速則帶來(lái)了肝膽腫瘤的高發(fā),但肝膽外科的使命始終不變,即病變組織的切除及結構功能的重建。
新的科學(xué)技術(shù)連同新的科學(xué)理念,為人工智能時(shí)代肝膽外科的發(fā)展注入了新的活力。
產(chǎn)品逐漸“落地”
人工智能是指研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統的一門(mén)技術(shù)科學(xué)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),人工智能的目的是使機器能夠勝任一些通常需要人類(lèi)智能才能完成的工作。
比如,IBM公司開(kāi)發(fā)的Watson Oncology智能診斷系統,其利用上百份醫學(xué)期刊和教科書(shū)、數千萬(wàn)患者病歷資料和醫學(xué)文獻,通過(guò)訓練好的模型對患者數據進(jìn)行分析,給出初步診斷,同時(shí)按照推薦等級給出多種治療方案供醫師參考。
雖然目前人工智能利用的是人類(lèi)已有的知識,尚無(wú)法實(shí)現完全的創(chuàng )新,但隨著(zhù)人類(lèi)對于人工智能認識的加深及科技的進(jìn)步與發(fā)展,其在醫療領(lǐng)域擁有廣闊的前景。
早在2017年,國務(wù)院便印發(fā)并實(shí)施了《新一代人工智能發(fā)展規劃》,尤其強調了在人工智能時(shí)代,快速推廣應用人工智能治療新模式新手段,建立快速精準的智能醫療體系。
現實(shí)中,越來(lái)越多的人工智能產(chǎn)品在醫療領(lǐng)域獲得審批,例如自2017年以來(lái),已經(jīng)有12款醫療人工智能產(chǎn)品獲得美國食品與藥品監督管理局批準。
我國國家食品藥品監督管理總局也在2017年9月發(fā)布的新版《醫療器械分類(lèi)目錄》中,新增了與人工智能輔助診斷相對應的類(lèi)別。
隨后,在2018年11月,國家藥品監督管理局醫療器械技術(shù)審評中心又發(fā)布通知,公開(kāi)向境內外征集生產(chǎn)人工智能醫療器械產(chǎn)品的企業(yè)信息。
這些舉動(dòng)均進(jìn)一步佐證人工智能產(chǎn)品給患者帶來(lái)福音的努力從未停止。
診斷肝膽疾病更精準
肝膽疾病的診斷需要借助多種信息整合,包括臨床資料、影像學(xué)資料及病理資料等,更重要的是醫務(wù)人員的臨床經(jīng)驗判斷。
而人工智能在數據整合方面的優(yōu)勢為其在疾病診斷領(lǐng)域的應用提供了可能。
醫學(xué)專(zhuān)家系統于20世紀90年代興起,通過(guò)對知識信息的歸納分析,模擬醫學(xué)專(zhuān)家進(jìn)行疾病的診斷,人工智能技術(shù)在圖像分析處理上的優(yōu)勢為其在肝癌與肝臟轉移癌的病理診斷方面提供了便利。
據報道,人工智能技術(shù)在肝癌、肝轉移癌和正常肝實(shí)質(zhì)的診斷準確率分別達到90.2%、86.78%和97.23%。
人工智能利用影像設備提供的圖像信息結合虛擬現實(shí)技術(shù)構建肝臟三維立體模型,在肝臟疾病影像學(xué)診斷方面也起到了重要推動(dòng)作用。
我國肝癌患者數量眾多,腫瘤個(gè)體異質(zhì)性帶來(lái)的預后差異仍是制約腫瘤診療效果的重要因素,如何進(jìn)一步發(fā)揮人工智能在此領(lǐng)域的應用是未來(lái)發(fā)展的方向。
讓肝膽外科手術(shù)更完美
隨著(zhù)各類(lèi)肝膽疾病研究的深入,疾病的治療方法層出不窮,包括手術(shù)、基因及靶向藥物、免疫治療等等,如何有效獲取、篩選、整合并利用大量的信息數據獲得針對患者的最佳治療策略是醫務(wù)人員需要解決的難題。
如前所述,腫瘤治療領(lǐng)域著(zhù)名的IBM Watson系統能夠根據輸入的肝膽疾病患者相關(guān)臨床信息與特征,給出推薦治療方案和不推薦方案,結合基因檢測結果,還能給出更加個(gè)體化、精準化的治療策略。
利用人工智能技術(shù)對病理切片進(jìn)行識別與閱讀,結合臨床數據,精準預測肝膽腫瘤預后的模型也正在逐步建立。
在手術(shù)方面,人工智能的重要產(chǎn)物達芬奇手術(shù)機器人以其微創(chuàng )、精細的特點(diǎn),對肝膽手術(shù)領(lǐng)域的變革起到了巨大的推動(dòng)作用,也為未來(lái)肝膽外科手術(shù)提供了新的發(fā)展方向。
第一,遠程醫療。
達芬奇手術(shù)機器人操作臺與機械臂分開(kāi),因此為未來(lái)遠程醫療的開(kāi)展提供了可能,尤其是在5G通信技術(shù)的支持下,我們已經(jīng)多次嘗試利用機器人進(jìn)行異地手術(shù)操作。
第二,精準醫療。
在機器人手術(shù)操作更加精細的基礎上,進(jìn)一步探索對手術(shù)邊界進(jìn)行精準判斷的技術(shù)手段,尤其是對腫瘤邊界進(jìn)行精準定位,能為肝膽外科精準化手術(shù)提供保障。
第三,全智能醫療。
隨著(zhù)大數據技術(shù)和深度學(xué)習技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)機器人手術(shù)或許能夠少依賴(lài)甚至不依賴(lài)外科醫師的操作,完全自主決定手術(shù)方式并完成相關(guān)操作,最終為肝膽外科手術(shù)的標準化提供完美解決方案。
實(shí)現肝膽疾病全程管理
人工智能與人類(lèi)大腦相比,最大的優(yōu)勢在于處理各類(lèi)數據的能力,而疾病的預防通常需要大量的公共衛生數據與后續統計分析,因此人工智能在疾病的預防方面有天然的優(yōu)勢。
數據統計顯示,我國有乙肝病毒攜帶者近1億人,其中約3000萬(wàn)是乙肝病毒感染者,乙肝的進(jìn)展與演變會(huì )導致肝纖維化、肝硬化及肝癌等一系列問(wèn)題。
值得一提的是,以有效防治乙肝、對乙肝患者進(jìn)行全生命周期管理為理念的國內首個(gè)肝癌人工智能臨床決策系統和肝移植人工智能臨床系統于2019年11月發(fā)布,標志著(zhù)人工智能在肝膽疾病預防領(lǐng)域的一次成功嘗試。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )作為人工智能的重要組成部分,代表著(zhù)人工智能的深化與進(jìn)階,而基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的人工智能應用模型在肝移植術(shù)后受體生存和肝功能衰竭方面的預測已經(jīng)初具成效。
與此同時(shí),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )還可用于肝移植術(shù)后免疫抑制藥物血藥濃度變化的監測、肝移植術(shù)前供受體匹配及肝癌肝切除術(shù)后死亡率和預計生存時(shí)間預測等領(lǐng)域。
這些成果均表明,人工智能為肝膽疾病的預防與圍手術(shù)期患者的管理均提供了強有力的支持。
期待肝膽外科實(shí)現“三化”
未來(lái),基于人工智能的諸多優(yōu)勢,我們應創(chuàng )新基于生物組學(xué)大數據的智能診療技術(shù),揭示我國肝炎流行的影響因素;繼續開(kāi)展多中心臨床研究,建立隨機對照實(shí)驗,開(kāi)發(fā)肝炎防治及疫苗策略;進(jìn)一步完善疾病篩查大數據,建立肝膽炎癥與腫瘤演變的多因素分析模型,降低肝膽惡性腫瘤發(fā)病率等。
我國是肝膽疾病高發(fā)地區,對于人工智能相關(guān)技術(shù)在肝膽疾病診療領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)與應用有著(zhù)得天獨厚的優(yōu)勢,因此,我們應該積極融合各類(lèi)信息數據、發(fā)展學(xué)科交叉,推動(dòng)人工智能在肝膽疾病診治的發(fā)展,為最終實(shí)現個(gè)體化、標準化及精細化做出努力。
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