淺談人工智能在醫療領域的應用

王海學 汪冬 李建華 魏洪河

摘要：本文簡述了人工智能的概念及發展情況，介紹了人工智能在醫療機器人和遠程醫療方面的應用，以及人工神經網絡的發展。

關鍵詞：人工智能；醫療機器人；遠程醫療；人工神經網絡

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）33-0257-02

隨著人工智能技術的不斷發展，其應用的場景也是越來越多，醫療背后所具備的發展空間有效地促進了醫療人工智能技術的發展，現如今許多科技巨頭積極研究人工智能，傳統醫療企業也紛紛跨向了這個技術行業，并且取得了非常好的成果，人工智能技術逐漸取得了較大的影響，這也成為提升我國醫療服務水平的重要因素。

一、人工智能概述

人工智能這一概念在20世紀中期被提出，此后人工智能的研究在專家系統、定理證明和機器學習以及人工智能語言等方面都取得了令人驕傲的成就。人工智能是一門研究如何構造智能機器和智能系統，使它能模仿、拓展人類智能的科學手段[1]，在經歷寒冬之后，重新回到人們的視野，并且獲得重視的過程當中，儼然已經成為當下非常重要的技術，為我們的社會創造出重要的價值。

二、人工智能取得的突破

人工智能在博弈中的成功是舉世矚目的，當人工智能作為一門新興學科出現時，人類就研制出了跳棋程序，并且成功地擊敗了人類自身。從1956年開始，計算機與人類的較量從未停止，曾有人預測說十年內計算機可以擊敗人類的世界冠軍，但是只有在40年后深藍計算機才擊敗國際象棋棋王卡斯帕羅夫，這比預測遲了30年。但從1996年人機大戰的第一盤比賽開始，就意味著從此國際象棋領域再無人類的位置。而圍棋對于人類而言，一直自信于不會被計算機所取代，但結果還是意想不到，圍棋高地最終也被計算機所占領。2017年5月23日至27日，AlphaGo在烏鎮以3∶0輕松擊敗圍棋排名世界第一的柯潔，這不得不稱為奇跡。因為圍棋的復雜度遠遠地超過象棋，這奇跡的產生歸結于技術產生了巨大的顛覆和突破。

三、人工智能在醫療中的應用

（一）醫療機器人

隨著科學技術的發展進步，醫學領域對于外科手術方面的要求越來越高，而微創外科的出現則彌補了這一空白，在最近的十幾年當中，微創外科在醫學領域被廣泛應用。在1987年，法國的一位醫生在偶然當中完成了第一例腹腔鏡膽囊切除術，他沒有想到這一場手術標志著新的醫學領域里程碑的誕生。微創手術在手術過程中僅僅產生很小的創傷，病人感覺到輕微的疼痛，這才是微創手術的最佳體驗。微創手術需要用腹腔鏡、胸腔鏡等相關的設備進行手術，這就需要現代工業技術有足夠的能力為微創手術提供精密的醫療器械設備，保障手術順利進行。由此可見，現代工業技術與醫療領域基本融合，在此基礎上所產生的醫療機器人，便是其中的佼佼者。機器模仿人類的行為，已經有很長的歷史了，作為一種重要的技術，醫療機器人也正在悄悄地改變著醫療行業，醫生的負擔被減輕，有更多的時間去提高醫療水平，賦予機器人更全面的知識和能力。

1.國外發展情況。目前人工智能如此火爆的原因之一，便是達芬奇手術機器人在全世界范圍的推廣影響。作為一個醫生控制臺方便，床旁機械臂系統精密，成像系統清晰的微創手術工具，已經在醫學多個領域的手術當中成功使用[2]。近幾年當中，全球的達芬奇機器人手術系統裝機數量逐年增加，由此可見這套系統的精確性和平穩性。

2.國內發展情況。我國在2006年引進了第一臺達芬奇手術機器人系統，并且進行了中國第一例機器人心臟微創手術，這實現了我國微創手術技術的一次巨大飛躍。但是全自主研發的醫療機器人起步較晚，“妙手A”系統是國內最具代表性的手術機器人[3]。醫生在一塊大屏幕后根據實時的三維圖像對機器人進行遙控，并且根據機器人反饋回來的信息隨時調整制訂精確的手術方案為病人提供最佳的醫療服務。目前“妙手A”系統在很多的技術指標上已經走到了達芬奇系統的前面，并且其成本比達芬奇系統更低，這大大降低了機器人手術的費用。

從傳統的開刀手術到機器人手術人類歷經了三個世紀的時間，不斷地摸索，不斷地取得突破性的進展，這是人類的智慧。如果機器能夠擁有這樣的智慧，醫療機器人將會在醫學上產生不可估量的推動力，但是目前醫療機器人并不能自己進行運動，不能脫離人的操控，機器人技術屬于前沿技術，還有很長的路要走，而我們也希望在未來的發展當中，創造出更加充滿智慧、充滿智能的醫療機器人自主地為病人進行手術，那樣發展前景將是非常廣闊的。

（二）遠程醫療

自從人類邁進信息時代、互聯網時代，人工智能遠程醫療這一醫療模式才有了長足的發展，信息技術、通信技術、醫療技術構成了人工智能遠程醫療的三大支撐技術。隨著科學的突破性進展，目前人工智能遠程醫療覆蓋的領域有遠程會診、遠程診斷等方面。

我國是世界上最大的發展中國家，幅員遼闊人口眾多，城市和農村存在著貧富差異，醫療條件更是不同，存在著醫療分布不均衡、病人治療不徹底等問題。對于偏遠山區的人們來說，需要的就是在任何時間、任何地點都能夠得到及時的醫療保健，唯獨遠程醫療可以讓欠發達地區的患者也能夠接受大醫院專家的治療，真正地做到不用跑醫院在家里就能看病。可見，這種嶄新醫療模式的產生使這個愿望變成現實。

建立遠程醫療診治網絡，有助于緩解基層人民看病貴看病難的問題。隨著人工智能與健康醫療服務深度融合，遠程巡診機器人等智能化的遠程醫療產品相繼推出，能夠讓更多患者享受到科技帶來的更加智能動態的便捷醫療服務。

（三）人工神經網絡

人類從未停止過對于認知的探索，早在公元前400年左右，就出現了有關記憶和思維的論述，人類認知的性質和起源究竟在哪里，一直吸引著人們的注意力。人類擁有智慧，但是因為腦科學發展的限制，人類對于自己的大腦仍所知甚少，需進一步探索。

人類之所以有別于其他生物，充滿智能，就是因為會自我學習，而一個學習過程本質上是學生把老師提供的信息轉換成能被自身理解并應用的形式，基本可以分為機械式學習、講授式學習、類比學習、歸納學習、觀察發現式學習等。人類創造了計算機，但是并沒有配上一顆像人腦一樣超先進的CPU，不具備學習能力，無法進行與人腦一樣的運算活動，處理那些不完善的，不確定的問題。

1943年MP模型被建立，從此人工神經網絡劃時代地出現在人們面前。這個成果是人們在研究自身大腦的時候所啟發的，融合了現今一系列腦神經科學的研究成果。試圖用大量的處理單元模仿人腦神經結構來實現自適應、自組織、自學習能力[4]。

人工神經網絡從最初概念的提出和基本理論的應用，一直到今天的全球性研究熱潮，已經走過了近百年的歷史，無論是實驗室研究還是投放市場的應用，都取得了令人矚目的成果，但是目前人工神經網絡還只是對生物神經系統的某種特定性能的簡單模擬，沒有達到人們理想當中的性能，所以還需要繼續研究，以發展人工神經網絡的巨大潛能。

四、結語

人工智能技術的發展，遠遠地超過了互聯網與大數據，與此同時也出現了許多實驗性的成果[5]。倘若人工智能技術更加靈活地應用到醫療領域中，便能夠更加準確、更加科學地識別診斷方案，為患者提供更佳的治療服務，大大地推動我國醫療事業的發展，具有十分廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]查曉陽.醫療領域中人工智能技術的應用分析[J].電腦知識與技術，2018，（1）.

[2]陳廣飛，周丹，張茜.達芬奇手術機器人系統在醫療中的應用[J].機器人技術與應用，2011，（7）.

[3]張國，朱寶琳.國產機器人“妙手”做手術[N].中國青年報，2014，（4）.

[4]孔祥溢，王任直.人工智能機在醫療領域的應用[J].醫學信息學雜志，2016，（11）.

[5]趙飛，蘭藍，曹戰強，孫昊，尹新，金征宇.我國人工智能在健康醫療領域應用發展現狀研究[J].中國衛生信息管理雜志，2018，（6）.