公需科目資料5
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作者:chenyong    通知公告來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2019/9/27

第五章 人工智能與健康

目前,中國人口出生率的持續下滑。2016年,中國出生人口1786萬人,人口出生率12.95‰2017年,中國出生人口1723萬人,人口出生率12.43‰,新生人口中二孩比例超過一孩比例;2018年,中國出生人口1523萬人,人口出生率10.94‰,是新中國成立以來人口出生數量第三低的一年,人口出生率最低。一個標志性的指標是,老齡人口數量(24949萬人)首次超過少兒人口數量(24860萬人)。

人口老齡化已經成為我國一個極為嚴峻的社會問題,嚴重影響著我國社會、經濟等各方面的發展。總體來看,人口老齡化問題成因復雜,一方面,計劃生育政策的實行使我國人口的生育率降低;另一方面,由于社會經濟的快速發展,人民生活水平不斷提高,老年人有著更好的養老條件;此外,由于現代醫學水平的進步,老年人的平均壽命有了很大的提高。諸多因素導致我國新生兒逐漸減少,青壯年人口數量減少,而老年人口比例不斷上升,造成日趨嚴峻的人口老齡化問題。

 人口老齡化是指老年人口在總人口中的比重較高的現象,在國際上通常來說,如果一個國家65歲以上人口占總人口達到7%以上或者60歲以上人口占總人口達到10%以上,就可以定義為進入老齡化社會了。那么,我國目前的人口老齡化狀況是怎么樣的呢?截止2018年,我國60周歲及以上人口為24949萬人,占總人口的比重為17.9%,其中65周歲及以上人口為16658萬人,占總人口的比重為11.9%。預計到2025年,六十歲以上人口將達到3億,成為超老年型國家。

第一節 AI與健康發展概況

201610月,中國推出了《健康中國2030”規劃綱要》,宣布公共衛生是未來經濟和社會發展的前提。它詳細說明了五個具體目標,包括改善國民健康,控制主要風險因素和提高衛生系統能力的必要性。

此外,該規劃基于四項核心原則:健康優先、改革創新、科學發展和正義與平等。作為中國第一個長期戰略性人口健康計劃,它還計劃到2030年將大健康部門的投資增加到16萬億人民幣。

2017年,我國政府就發布了《十三五國家科技創新規劃》,詳細規劃了精密醫學技術開發、建立多級知識數據庫、創建國家級生物醫學大數據采集和存儲平臺。

20194月,德勤近日發布了《亞太地區生命科學與醫療保健展望》報告。該報告認為,質量、效果和價值是生命科學和醫療保健行業最新的熱門話題,全球的利益相關者正在尋找創新且具有成本效益的方法,提供以患者為中心的技術解決方案。

人工智能(AI):人工智能算法可以分析來自臨床試驗、健康記錄、基因概況和臨床前研究的大數據集。這些數據中的模式和趨勢能夠以快于研究人員的速度驗證臨床假設,并迅速提供新的見解。在亞太地區,越來越多的生物制藥公司使用人工智能來簡化藥物研發過程,并開始向其他領域如診斷領域拓展。

案例:中國的AI診斷

AI技術最新的一個應用是在診斷領域。2017年,騰訊推出了AI診斷醫學影像服務,稱為人工智能創新醫療系統(AIMIS)。目前,這項技術已證明,食管癌的初步診斷準確率超過90%,肺結節病的準確率為95%,糖尿病視網膜病變的準確率為97%。迄今為止,AIMIS實驗室已在10多家醫院建立,并簽署了進一步部署的協議。

騰訊的人工智能研究實驗室——優圖實驗室(Youtu Lab)也與廣州中山大學癌癥中心的食道癌研究所合作,利用數千名匿名患者數據來培訓其AI技術的診斷部分。這種發展可能對藥物開發過程產生重大影響。

例如,騰訊AI技術捕捉到的圖像可以與xtalpi結合使用,xtalpi是一種利用云計算平臺(如亞馬遜網絡服務、騰訊云、谷歌云和阿里云)運行算法,部署一百萬個計算能力核心的技術,以發現計算機中的新產品,大幅減少制藥公司研發新品所需的時間和巨額投資。

第一類應用場景是對于流行病的預測。有些研發的人工智能+大數據流感預測模型已經落地。它能精確預測流感趨勢、個人和群體的疾病發病風險,幫助公共衛生部門及時監控疫情,并指導民眾進行疾病預防,有效降低國家疾病與防控工作的成本。也包括流感、腫瘤、慢病、高血壓、糖尿病等。

谷歌最新人工智能軟件阿爾法折疊(Alpha Fold),在一項極其困難的任務中擊敗了所有對手,成功根據基因序列預測了生命基本分子——蛋白質的三維結構。這意味著,人工智能已經深度進入基因和蛋白質領域,這既是醫療、藥物和生命科學與AI聯姻的一種突破,也表明AI在維護人們健康、延長壽命和提高生命質量方面有了穩步進展。

第二類針對診療過程中的人臉識別和核驗身份。傳統的就醫過程涉及掛號、繳費、打印報告等多個環節,而每個環節勢必都要進行身份核驗。引入AI技術后,這一過程可以借助人臉識別來實現,加快就診效率。此外,對醫護人員來說,人臉識別也可以防止偽檢、替檢的現象的發生,進一步優化診療環境,規范診療行為,減輕了醫護人員的壓力。

第三類是借助醫療數據來輔助診斷,提高診療的準確度。2017711日,阿里健康協同萬里云發布醫療AIDoctor You”,就是這類應用的代表。據官網介紹,“Doctor YouAI系統包括臨床醫學科研診斷平臺、醫療輔助檢測引擎、醫師能力培訓系統等幾個方面。以對外展現的CT肺結節智能檢測引擎為例,對30名患者產生的近九千張CT影像進行智能檢測和識別,只需要30分鐘即可閱完,準確度達到90%以上。83日也發布了一款名叫“騰訊覓影”的“AI+醫療”應用,官方稱其篩查一個內鏡檢查用時不到4秒,對早期食管癌的發現準確率高達90%

例如檢測肺癌

計算機斷層掃描(CT)被廣泛應用于肺癌的診斷。然而,由于CT掃描中良性(非癌性)和惡性(癌性)病變的視覺效果相似,因此CT掃描不能總是提供一個可靠的診斷。即使是有多年經驗的胸部放射科醫生也是如此。CT掃描分析的快速發展,迫切需要先進的計算工具來協助放射科醫生進行篩查。

根據研究結果,他們的解決方案優于有經驗的放射科醫生。此外,使用基于深度學習的解決方案總體上提高了診斷性能。

 2018年,美國美國食品藥品監督管理局(FDA)批準了首個利用心臟MRI(核磁共振成像)圖像診斷心血管疾病的深度學習系統Cardio DL(該軟件來自Arterys公司,可用于治療多種心血管疾病,包括先天性心臟病、主動脈或心臟瓣膜疾病等)可以幫助醫生診斷心臟問題,它使用了一個自教的人工神經網絡,迄今為止已經學習了1000個案例,并將繼續提高其數據量。這個系統平均只需15秒就能得到分析結果,而一個專業醫生通常要花30分鐘到一個小時。

第四類落地應用為精準外科手術。簡單來說,這類應用場景就是通過基于人工智能的計算機輔助手術技術,幫助醫生規劃最優的手術路徑,實現對病人最小的創傷,以達到最大程度加速病患的康復的目的。

20151229日,海信醫療發布的海信計算機輔助手術和海信外科智能顯示系統就是“AI+精準手術的落地成果之一。借助人工智能,這套系統可以幫助醫生了解肝癌病灶與器官管道系統的相互關系,計算器官和病變體積,從而確定手術切除線路。

2018621日,軍博會上,由中科院重慶綠色智能技術研究院研發的腹腔微創手術機器人首次亮相,可以遠程給病人做手術。該款機器人,打破國際壟斷,填補了國內在該領域的空白。該產品嚴重依賴國外進口,并且國外同類設備價格昂貴,單臺在2000萬元以上,并伴有多種昂貴耗材銷售。

201943日,廣東省人民醫院與廣東高州市人民醫院完成全國首例AI+5G手術,成功為心臟病患者“補心”。手術期間的AI技術是由圣母大學計算機系終身副教授史弋宇團隊提供,5G網絡技術則由廣東移動與華為提供。

接受AI+5G手術的是一位41歲的女性患者,據醫生介紹,這名患者有先天心臟病,近期被診斷為繼發孔型房間隔缺損,直觀的講就是“心臟里面出現一個孔”。

第五類是用于醫藥研發領域。計算機擅長模式識別,通過篩選大量的基因、代謝和臨床信息,從而解開致使疾病肆虐的復雜生物網絡。一般來說,傳統的藥物研發需要10-15年時間,AI的介入可以大大縮短藥物研發的周期,從而降低資金成本。

第六類可以概括為“AI+健康管理。伴隨著現代生活的快速發展,人們對自己的健康狀況更為關注。健康不僅是一種無疾病的狀態,更包括了飲食規律、作息合理。某種角度上說,健康是醫療的最終歸屬。

例如華為Mate 20系列手機內的“細粒度食物識別”技能還能夠識別宮保雞丁、魚香肉絲這種復雜的菜品,讓食物識別功能更加實用。只要簡單通過拍照就能輕松識別出食物熱量及營養素等,用戶用起來會更加實用。健康有益Health AI開放平臺的“細粒度食物識別”技能,具有很好的識別通用性,覆蓋了100萬種食物、200項營養信息,可識別菜品、蔬果、預包裝食品等多品類食物,同時,在市場反饋數據中也表現優秀,食物識別準確率可達到90%以上,平均響應時間100毫秒以內,遠超國內同類型技能。

第二節 AI在健康數量來源上的思考

201710月,倫敦橋整形(LBPS)遭網絡攻擊, 黑客稱名單中有皇室成員。201885日,北京一家初創公司清博數控表示,在使用騰訊云服務器8個月后,放在云服務器上包括備份的數據全部丟失,導致公司幾年來的平臺數據全部丟失,造成近千萬元損失86日,騰訊云對此回應稱,向該公司表達歉意,愿意賠償該公司在騰訊云產生的實際消費共計3569元,本著幫助用戶迅速恢復業務的目的,承諾為該公司提供13.29萬元現金或云資源的額外補償,賠償加補償金額總計13.64萬元達到其在騰訊云平臺中用云金額的37倍。所以數據安全和數據來源真實非常重要,而在當前最重要的人工智能學習的數據來源上,區塊鏈網絡上的數據才具有這種安全和真實性的保障。區塊鏈是由存儲、鏈接在數字交易上的交易塊所構建的,交易記錄能夠共享,且不可修改,它使每個患者的數據源充當完整的、不可更改的,然后安全地與醫療保健提供者或其他研究組織共享。

區塊鏈在醫療領域的應用在國內外關注度日漸提高,區塊鏈的觸角已遍布各行各業,助推傳統行業轉型升級。

目前,區塊鏈技術已逐步在醫療領域得到應用,作為一門新興技術,正在顛覆這一行業的經營模式甚至價值鏈。事實上,在亞太地區,一系列的數據顯示,區塊鏈技術真正的潛力可能在于,通過讓不同公司甚至行業彼此分享數字資產以促進合作。

區塊鏈本質上是一個去中心化的分布式賬本數據庫,其本身是一串使用密碼學相關聯所產生的數據塊,按照時間順序進行疊加(呈鏈條形式)生成的永久、不可逆向篡改的記錄賬本

2018117日,普華永道的新報告顯示,49%的全球醫療保健公司已經開始實施區塊鏈計劃,包括那些開發、實施或試行區塊鏈項目的公司。61%的受訪者表示阻礙他們實施區塊鏈的是缺乏區塊鏈專業知識,47%的受訪者表示缺乏信任,39%表示由于監管不確定性,37%的受訪者認為由于無法將網絡整合。

201948日,首屆世界大健康博覽會舉行期間,阿里云宣布其聯合支付寶共同研發的區塊鏈醫療解決方案已經正式應用于武漢中心醫院的電子處方,武漢市中心醫院也成為首家應用該技術方案的“未來醫院”。

第三節 AI在健康產業發展上的風險

20199月,這段時間,一款AI換臉軟件持續刷屏。該軟件通過獲取人臉信息,利用人工智能的深度學習技術,將影視劇、綜藝節目片段中明星臉換成用戶的。然而,在滿足了用戶短暫的娛樂心理后,軟件中所設置的灰色條款引發了用戶對于自身肖像權和信息安全的擔憂。同時,軟件的換臉行為是否對影視劇、綜藝節目構成知識產權侵權仍有待商榷。這場討論,進一步促進人們對人工智能技術未來的反思。曾經在20192月,有科技高手用人工智能將《射雕英雄傳》中飾演黃蓉的朱茵的臉換成了楊冪。看過之后居然毫無違和感,真的做到了無縫銜接。在感嘆黑科技的同時,很多網友們也很驚訝。但是在20171212日下午消息,一位名叫deepfakesReddit用戶用人工智能制作了一段假視頻,把《神奇女俠》女主角蓋爾·加朵(Cal Gadot)的臉嫁接到一個成人電影女星的身上。  為了制作這段視頻,deepfakes用靜態圖片和YouTube視頻對機器學習算法進行了訓練。當然,應該不會有人被這段視頻欺騙,但這的確提醒我們,機器學習確實可以用于制作任何人的色情視頻。  事實上,deepfakes還用類似的方法給泰勒·斯威夫特(Taylor Swift)和麥茜·威廉姆斯Maisie Williams)制作了類似的視頻。他使用的是開源機器學習工具,訓練過程中使用的是真實的色情視頻和加朵的圖像,從而達到以假亂真的效果。這種就非常的恐怖了。

2019218日早間消息,據英國《金融時報》報道,一組頂尖科學家和醫學統計學家上周五警告稱,在某些生物醫藥領域使用人工智能技術會得出一些不準確的結論。

使用機器學習技術對大數據進行分析得出的研究結論中,有很多都無法獲得我的信任。美國萊斯大學貝勒醫學院副教授基尼維拉·艾倫(Genevera Allen)在美國科學促進會年會上警告說。

紐約西奈山醫院使用的一種名為Deep PatientAI,用來分析約70萬名患者的病歷數據。AI被證實是非常善于預測各種疾病的發病。事實上,它尤其在預測病人何時以及是否會患上精神分裂癥上頗有建樹。

對于真正的醫生來說,預測疾病也是非常困難的,他們又不是通靈者。但研究人員們也無法找到任何線索來解釋為什么AI如此擅長,甚至AI是通過自學,來進行預測的。

2019420日,全國人大憲法和法律委員會就民法典人格權編草案修改情況在十三屆全國人大常委會第十次會議上作匯報。草案二審稿中對肖像權、健康權、個人信息保護等方面的規定予以了完善。

2019世界人工智能安全高端對話聯合2019世界人工智能大會法治論壇于830日發布《人工智能安全與法治導則(2019)》。該導則從算法安全、數據安全、知識產權、社會就業和法律責任等五大方面,對人工智能發展的安全風險作出科學預判,提出安全與法治應對策略,守衛人工智能發展的安全基因

  在算法安全上,《導則》指出了三類風險挑戰,包括技術缺陷,算法模型存在的技術性缺陷可能導致人工智能系統無法正常運行;設計偏見,算法設計者自身存在價值偏見導致人工智能系統無法正常運行;算法黑箱,因為算法日趨黑箱化可能導致技術失控等問題。

  為應對風險挑戰,《導則》提出,開展算法安全技術評估,應通過政策和法律引導,開展人工智能算法安全的評估檢測;推動技術倫理的算法導入,要求人工智能開發者設計高可解釋性的智能系統;同時,加強智能算法的透明監督,人工智能企業、行業應建立相應的算法監管體制,保持與政府監管的協同。

  在人工智能知識產權問題上,報告認為人工智能知識產權指的是利用人工智能進行文學、藝術等作品創作而產生的知識產權問題,包括算法知識產權、數據知識產權和創作物知識產權。

  《導則》認為,應將加強人工智能算法的專利保護,擴大專利法規對于人工智能算法保護范圍;鼓勵人工智能數據開放性保護,明確人工智能的數據權屬;促進人工智能作品的知識產權化。

  作為2019世界人工智能大會唯一的安全分論壇,本屆高端對話以安全賦能、智創未來為主題,由世界人工智能大會組委會主辦,上海賽博網絡安全產業創新研究院承辦,凝聚主管部門、產業界、學術界共識,打通產學研深度合作路徑,共商共治、群策群力,共商人工智能的機遇、挑戰及應對之策。

 

 

 

 

 

 

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