未来已来,御风而行:叶哲伟教授带你预知炫酷《智能医学》

2018-12-06   文章来源:骨科在线 鲁海燕    点击量:9 我要说

11年后,

人类有望实现永生?


近日,全世界科学家集中火力谴责了贺建奎违背伦理进行的人类“转基因”试验。

谷歌首席未来学家雷·库兹韦尔将基因编辑婴儿称之为“很初级的技术”,他抛出更大的头条:不远的将来,技术将让人类变得更聪明、更健康,到2029年达到一个临界点,开始启动永生,到2045年实现永生。

古代皇帝们炼仙丹拜仙人求不来的长生不老,再过11年就有望变现?这听起来让人向往,也很吓人。

无论11年后世界如何变化,智能医学如今确实已从实验室走向临床。

1

触手可及的《智能医学》


在过去30年里,库兹韦尔对未来预测的准确率超过86%,他这次的大胆设想不知11年后能否应验。欣喜的是,目前在常规诊疗手段之外,已有一些黑科技在助力医生攻克疾病治疗的难点、颠覆人们看病和治病的想象空间。

到2019年9月,由华中科技大学附属协和医院骨科医院叶哲伟教授担任主编的国家级教材《智能医学》面世后,你会发现未来掌握智能医学的医生行医犹如“神助”,许多受时间、空间、储存和分析范围限制的问题都能迎刃而解。

这本由人民卫生出版社编订的炫酷教材将应用于我国住院医师的规范化培训,它系统介绍前沿科技在人工智能医学方面的最新研究进展与临床应用知识。其内容侧重于拓展年轻医生将智能医学融于临床实践的思路,开阔住院医师的视野,增强跨学科创新能力。

它不仅开辟了我国智能医学领域医学教材的先河,也很可能成为国际上第一本针对医生群体的智能医学教材。

这本教材内容涉及医学人工智能、3D打印、手术导航、医用机器人(手术机器人、医疗服务机器人等)、虚拟现实、增强现实、混合现实、智能医疗的可穿戴设备、云平台等11个章节。在医学人工智能方面,全书将从8个方面探讨:虚拟助理、医学影像、辅助诊疗、疾病的风险预测、药物挖掘、健康管理、医院管理以及辅助医学研究平台。

2

培养医工交叉的复合型人才


叶哲伟教授就智能医学发表演讲

2018年10月26日,作为人卫医学教材体系的“新生儿”,《智能医学》编写会在武汉召开,意味着这本新增的教材正式启动编撰。叶哲伟教授在接受骨科在线专访时,介绍了编写这本教材的初衷和目的。

“编写这本教材的初衷有两个:一是让医学院校的毕业生了解智能医学的各个方面;二是希望理工科、计算机专业或者是做人工智能的学生也关注智能医学,因为这个领域需要大量的交叉学科人才来完善和实施。”

叶哲伟教授说,中美教育体系存在较大的不同:在中国,医学生从大学开始到博士毕业,都是在进行医学领域的学习和研究。这样一套体系培训下来,会成为比较单纯的医生,治病救人的能力会很好,但是在学科交叉创新方面会有不足。

在美国,必需拿到理工科学士学位后,才能报考医学院,所以医生都有理工科背景,很多医生都会写程序、做设计。世界上第一款医学三维重建软件系统不是出自计算机工程师,而是一名外国医生做出来的,这在中国,是很难想象的事。

学科交叉是医学创新和发展的重要支撑。拿医学可视化来说,一维(心电图),二维(X片),三维(CT、磁共振图像3D重建)、四维(加上时空关系的超声),VR、AR、MR,医学3D打印等无一不是学科交叉推动医学进步。

在这些里程碑式的技术进步里面,我们很难看到中国医生的影子。和欧美比,这种学科交叉的创新能力培养是中国医学教育的短板,中国的医学生中有大量非常优秀的人才,但对他们的跨学科视野和创新思维方式培养严重不足。

随着计算机技术、人工智能技术、虚拟仿真、增强现实、混合现实、3D打印等技术的进步,未来为适应智能医学的发展,临床上对复合型人才的需求还会增多,这就需要医生具有智能医学的知识。

叶教授指出,编撰这本教材就是为了填补我国医学教育的一些空白,在医生的规范化培训阶段培养更多与即将到来的智能医学时代相匹配的复合型人才。

编写这本教材的主要目的有三点:

一是开阔年轻医生的视野,了解智能医学的最新研究成果和方向,帮助解决临床问题。

二是让年轻医生有跨平台、跨学科的思维模式和解决问题的能力,当医学上遇到解决不了的问题时,运用远程会诊等跨学科的智能医学手段将难题迎刃而解。

三是培养年轻医生跨学科创新的思维方式。

3

颠覆想象的智能医学


尚处于起步阶段的智能医学是医学未来的重要发展方向,已经开始高速发展,在很多领域的进展可谓日新月异,发展速度和前景远远超出人们的想象。

临床上大家比较熟悉的智能医学应用很多,包括手术机器人、外骨骼康复机器人、谷歌眼镜、3D打印等等。


对于人工智能,大家最熟悉的是2016年,向人类学习围棋的阿尔法狗(AlphaGo),在输给李世石的那个晚上,李世石很安稳地睡了一觉。而阿尔法狗当晚自我博弈100万盘,次日天亮后,人类再没有胜过阿尔法狗。一年后,第二代人工智能机器人阿尔法元(AlphaGo Zero) 自学三天围棋,以100:0的战绩完爆阿尔法狗,再次让人目瞪口呆。


图像识别是机器人的一大优势

在医学界也有类似的人机大战上演。美国曾有21名资深皮肤科医生抱团和机器人PK:判断角质细胞癌与良性脂溢性角化病、鉴别恶性黑色素瘤与良性痣。结果是:机器人诊断的速度和正确率都高于医生,人类再次完败。

“影像科医生将来有可能会失业!”人工智能在图像识别方面的巨大优势让很多人不由得如此惊呼。确实,人工智能在影像科、皮肤科和病理科的应用前景很广。机器人在很短时间内可以学习上万张病理片和图形片,而人类的学习力是有极限的,机器人可以进行海量的学习和比对。

而且,人工智能的图像识别系统非常精准,曾有一个双胞胎中的妹妹,拿着跟她一个“模板”的姐姐的护照过海关,就被人脸识别系统比对出来,提示签证官:这不是她本人的护照。


第二代外骨骼康复机器人

2018年,可帮助瘫痪病人站立、行走的第二代外骨骼康复机器人闪亮问世,它不仅能完成跑跳坐卧等动作,还能促进病人神经系统的康复,已为截瘫病人带来重新站立起来的曙光。


4D打印正在兴起

继3D打印之后,又有学者提出附加了时间维度的4D打印概念。4D打印的模型可以随着时间的推移发生变化,比如一个很小的支架植入体内后变大,便可撑开血管,这一小一大的变化,其实就满足了“小体积便于植入”“大体积满足支撑”的不同需求。


未来可期的生物打印

而当生物打印普及后,病人移植人体器官不用再遥遥无期地排队等候捐献。如今,美国学者用生物“墨水”打印的人工肝脏薄片,其功能已经接近人体肝脏的功能。不久的将来,肝肾脾肺或许都可以用上人造的了。


各具特色的医疗服务机器人

医学领域除了除了广为人知的诊断机器人和手术机器人,还有与人沟通的服务机器人和承担医院日常物流运输的运输机器人。服务机器人可以不厌其烦地整天为患者指路、回答常见问题,运输机器人可以不知疲倦连轴工作。

美国芝加哥RUSH大学医学中心地下二层就是机器人通道,“到了这里感觉就像进入好莱坞大片中的场景,这一层全是机器人在跑,遇到阻挡它还会自动躲避、转向和绕路,可以准确把货品运到指定地方。”这一场景给叶哲伟教授留下深刻印象。

4

互联互通的网络化智能医学


叶教授认为,未来的医疗发展方向,有两个趋势是非常明显的。第一是用人工智能去处理这种海量的医疗数据,第二,就是用混合现实去呈现这些数据。

云平台、可穿戴设备在医学上就可发挥强大功力。比如早期干预心梗、脑梗病人,为其争取到比黄金抢救时间更为从容的就医时机。

如果心脑血管高危病人佩戴了人工智能的可穿戴持续监控设备,心脑系统出现问题前很多天就能预警。一方面患者可以及时就医,同时医生或监护人通过云平台收到报警,也能提示他们及时上门探视,大大提高患者的安全性。

如果被监测人的体温过高、老年人摔倒,也能通过智能手环报警。当被监测人长时间在一个位置保持不动,海拔又突然降低并贴近地面,监测者就能判断老人是否摔倒,尤其可避免老年人冬天摔倒后体温过低造成的严重后果。

医疗大数据平台的google公司曾发现,某段时期网上搜索感冒药和感冒症状的人增加了很多,他们将此曲线与以往流感爆发前的大数据进行比对,发现这与以往流感爆发前的曲线类似。

于是,该公司立即通知政府提前干预,提醒人们注意御寒、保持通风、接种流感疫苗、少去公共场所等措施,以预防感冒,从而中断了后期可能造成流感爆发的趋势,这就是智能医学在大数据分析上发挥的作用。

未来,远程医疗也将助力中国优质医疗资源下沉,并带来医疗领域的变革。

传统的远程会诊是通过视频或照片传递二维信息,新的科技手段可以把虚拟现实或混合现实的很多立体三维图像传递到相距千里的会诊各方,甚至可以把引导笔也传给对方,让大医院的专家手把手地指导基层医生做手术。

经过尝试发现,这种远程会诊手术的精确性和安全性得到很大提升,其应用很有前景。


叶哲伟教授就《医学混合现实》专著发表演讲

“近年来,虚拟现实、增强现实、混合现实等技术在医学上很热门,并在继续教育、医学生培训、远程会诊等的应用上已逐步走向成熟,所以我们要把这些知识传播给年轻医生,拓宽他们的思路。”叶教授指出,这种补课对于年轻医生有准备地面对未来医学弥足珍贵。

他相信,智能医学作为医学和人工智能等相关专业的交叉和融合学科,未来可能会碰撞出很炫的火花,甚至最后可以落地,形成很多能改变未来医疗的黑科技、新技术、新设备、新应用平台等,这些都是可以预期的。

而且这代表了未来医学的一大发展趋势,前景会越来越广阔,甚至能在医学的诊断治疗、后期康复、健康数据检测等整个医学领域发生一些颠覆性的改变。

相关阅读:

令人神往的库兹韦尔猜想


库兹韦尔发表演讲

“人类的大脑容量有限,至少比计算机电子慢100万倍。”库兹韦尔说,到2030年左右,科学家可利用纳米机器人通过毛细血管以无害的方式进入大脑,并将人类控制思维的大脑皮层与云端联系起来。

到2030年,血液中的纳米机器人将可以摧毁病原体,清除杂物、血栓以及肿瘤,纠正DNA错误,甚至逆转衰老过程。

目前的人工智能尚处于弱人工智能时代。库兹韦尔认为,到2029年这个节点后,人工智能或将实现瞬间飞跃,从强人工智能升级到超人工智能,智能瞬间达到普通人类的17万倍。

届时,人类身体内,奔跑着无数纳米机器人,帮我们修补心脏或消灭肿瘤。超智能计算机日夜计算,帮我们逆转衰老。甚至,我们可上传记忆,与AI神魂合一。

作为比尔盖茨心目中“预测人工智能最厉害的人”,库兹韦尔在过去30年里,对未来预测的准确率超过了86%。

叶哲伟教授简介


叶哲伟

叶哲伟,医学博士,华中科技大学附属协和医院骨科医院主任医师,博士研究生导师。

中华医学会骨科学分会创新与转化学组委员,中国研究型医院学会数字骨科学组副组长,中华中医药学会微创智能研究组副主任委员,SICOT中国部数字骨科学会常委,SICOT中国部创伤学会、肩肘外科学会委员,SICOT数字骨科学会湖北省分会主任委员,武汉城市圈骨科联盟委员会副主席。

2017年6月26日成功实施全球首例混合现实技术引导下的髋部骨折手术,2018年1月8日成功实施全球首例混合现实技术三地远程联合会诊手术。

2018年5月,担任主编组织完成全球第一本医学混合现实专著《医学混合现实》,并在微软中国总部完成新书全球首发式。

2018年9月,担任国家卫健委“十三五”住院医师规培教材《智能医学》主编。

分享到:
已有 0 条评论
登录|注册后发表评论!