人工智能在醫學中的應用現狀與展望

張 婕

（東北電力大學，吉林 吉林 132011）

1 人工智能技術在醫學領域中應用的必要性

1.1 醫療資源供需差距，優質資源難以與需求匹配

隨著中國人口老齡化增長，以及人民健康意識的提升，出現了大量的醫療需求。以老年人群保健醫療為例，目前中國60歲及以上老人的總量在2.5億以上，而老年人多數患有慢性疾病，尤其是近年來國內糖尿病和高血壓等疾病的發病率逐年升高，這對醫療系統產生較大壓力。根據統計數據，2021年1月到10月，全國三級醫院的診療人數達到19.4億人次，診療人數增長幅度約為39%，超過了全國一級、二級醫院的診療人數總量[1]。但是，當前醫療行業中存在醫療資源供需不平衡的問題，人們希望能獲取優質的醫療資源，導致未來醫療資源的供需矛盾將會更大，急需更多的醫療人才，也需要更多的技術支持，才能提升醫療服務的水平。

1.2 人工智能技術在醫療領域有較大的發展空間

人工智能技術在醫療領域發展是非常有價值的。根據相關數據，人工智能將提升三到四成的醫療效果，減少大約五成的醫療成本。人工智能技術有強大的計算能力，有海量的醫療數據支撐，也更容易應用于醫療行業，并進行嚴謹、有序的決斷。當下人工智能技術在很多醫療應用場景中都有試水，比如，利用人工智能影像識別技術能迅速識別病灶，有效提升醫療診療的效率；利用人工智能體溫測量系統能助力疫情防控工作，及時做好多目標的體溫測量和異篩查；利用人工智能技術幫助開發藥物、疫苗等，減少了基因檢測和分析的時間。在醫療領域中，人工智能技術的發展是比較快速的，大量的技術需求也讓技術應用空間更多，降低了醫療人員的診療強度，更是輔助了醫療人員展開更精確、科學的醫療分析[2]。

1.3 國家大力支持人工智能發展，智能醫療產業的發展活力釋放

國家對于人工智能技術的發展非常重視，僅從2015年到2020年，就有將近20項相關政策出臺。而為了促進“互聯網+醫療健康”事業的發展，推動醫療系統升級，勢必會從技術端口出發，以技術優勢提升智能醫療產業的效果，才能將產業發展活力順利釋放[3]。

2 人工智能技術在醫療領域中的應用場景

2.1 人工智能技術在新藥研發中的應用

新藥研發是一個周期很長的工作且研發費用非常高，利用人工智能技術可以促進新藥研究，并讓整體的研發工作更加便捷、有序。在傳統的藥品研發中，篩選藥物靶點的過程是需要將已知藥物與人體內各種潛在的靶點分子做出交叉篩選，以一種人工的方式找到藥物作用的有效點。藥物挖掘主要依靠高通量篩選、化合物自動合成、逐一驗證。但是這種交叉篩選的方式速度慢，也比較容易忽略靶點分子和藥物作用的隱藏關系。隨著化合物的增加，成本和風險也增加。受限于這種問題，就需要通過人工智能自動篩選藥物和靶標，可以提高篩選速度。此外，人工智能還可以實時收集外界的最新消息，及時優化或修正篩選流程。在藥物研發的過程中，通過圖像識別和機器學習等過程，讓人工智能技術先熟悉藥物的發現過程、臨床前研究過程、臨床研究過程、審批上市中需要學習的內容。比如，在發現藥物的階段，就需要先發現靶點，然后合成化合物，找靶點的過程就可以通過人工智能技術來完成。在臨床前的研究過程中，利用人工智能可以進行虛擬藥物篩選，不僅可以減少實際篩選的藥物分子數量，還可預測藥物分子相關的活性，然后進行藥理作用評估，制作更合理、更定向的新型藥物。

2.2 人工智能技術在患者健康管理中的應用

當下，隨著人民生活水平的提升，很多慢性病也隨之出現，因為慢性病的病程比較長，且在治療費用上比較昂貴，加強慢性病病人的管理也是未來醫療領域發展的關鍵。在智能醫療的背景下，全新的健康管理模式正在出現，人工智能技術可以輔助患者做好自我管理，還能利用技術精準監控患者的健康狀況，如果出現問題可及時干預。這樣一來，對于一些自控力不強的患者，也能做好定向監控，保障患者的身體健康[4]。

2.3 人工智能技術在醫療影像中的應用

目前，人工智能技術在醫學影像領域中的應用已經比較成熟，而人工智能醫療影像也已經成為醫學領域發展最成熟的領域。因醫學影像專業醫生缺口較大，利用技術優化醫療影像臨床應用的需求程度持續增加，而人工智能技術能給予多元的解決方案。首先，利用人工智能技術做好焦點識別和信息標注。利用人工智能技術的深度學習，能對醫學影像進行精細化分割，做出特征提取、定量對比分析一類的分析操作，能通過數據比對，幫助醫生識別病灶，并標記出病灶位置，能有效提升醫生診斷患者病情的效率。其次，人工智能技術在腫瘤放射治療過程中，可以自動勾畫靶區，并進行適應性放射治療。人工智能技術可以處理腫瘤放射圖像，幫助放射科醫生自動勾畫CT，大大縮短了計算機斷層掃描的處理時間。最后，人工智能技術在腫瘤放射治療的過程中，可以利用智能放射治療技術持續識別病灶位置，標記病灶位置的變化，通過CT圖像的三維重建解決影像中斷層圖像的配準問題，提高了運算效率。

2.4 人工智能技術在醫療服務創新中的應用

結合5G技術、人工智能技術等，能實現醫療服務創新，提升診療質量，降低醫療保健的成本。以多種技術協同，建立一種線上線下相結合、診前、診中、診后一體化的醫療服務模式。

在預診斷階段，人工智能可以在預防、篩查和分診部門中應用。首先，通過終端設備和可穿戴設備了解患者身體情況，并采集患者相關數據。然后，機器可以利用人工智能技術，分析患者的健康數據，做出疾病預警，結合患者的實際病情反饋，了解并分析患者的身體數據和病情反饋是否存在關聯性，幫助患者主動評估健康狀況，并定性疾病。再者，人工智能技術還能用于疾病篩查，如可以進行醫學影像篩查和基因篩查，結合海量的數據，分析檢測數據和庫存數據之間的相關數據關系，得出診療效果。最后，人工智能技術可以作為虛擬醫療助手，采用智能機器人，通過人臉識別、語音識別、場景識別等技術，分析患者的情況和診療需求，極大地提高預診、分診的效率。

在臨床診斷中，人工智能技術主要應用在臨床診斷、語音電子病歷、智能病房和臨床治療等方面。在臨床診斷中運用人工智能技術，能模擬醫生看病的思維，通過讀取醫學影像，做好智能診斷，輔助醫生確定病灶位置。在電子病歷中應用人工智能技術，可以結合大數據技術，通過互聯互通實現上下級醫院高效協同，避免了患者轉診時信息不全產生的診療效率低下等問題。在智能病房中利用人工智能技術，在病房中覆蓋監控系統、跟蹤預測系統，做好即時看護，并提升護理的質量。在臨床治療中應用人工智能技術，可以利用各種技術手段實現個體化的治療，可以進行輔助診斷、有針對性治療方案制定相關的操作[5]。

在治療恢復中，人工智能技術能輔助診后患者的管理工作，人工智能可以用于康復護理工作和病人的智能隨訪。通過隨訪監測病人的療效，評估患者的恢復情況，能有效計算該患者疾病復發的概率，分析再患病的風險。在恢復過程中，患者更多的是對護理質量的需求，而通過人工智能技術，能智能推送相關的恢復信息，幫助患者做好自我康復、術后保健等，可以利用技術提高服務效率和服務質量，使患者的醫療滿意度明顯提升。

3 人工智能技術在醫療行業應用的未來展望

隨著技術的不斷發展，人工智能在各行業中的應用也愈發廣泛，許多醫療設備、分析手段已經逐漸實現了數字化，大量移動設備為醫學研究提供了有力支持，其中會產生龐大的數據信息。倘若能高效利用這些數據信息，就可以為醫療研究提供更精準、更具個性化特征的診斷與治療方法，不僅可以幫助人們了解身體健康情況，甚至可以研發出具有健康預警功能的技術或設備。當前，大數據、人工智能等技術在醫療領域的應用不斷深入?；谌斯ぶ悄芗夹g展開自動化分析，將開發出一種新的治療、診斷和服務方式。從目前全球醫療行業的發展情況來看，人們在疾病治療過程中仍然需要投入大量成本[6]。因此，近年來醫療行業的相關研究人員，正著力研究一種改進現行診療方式的技術方案，在推動醫療技術快速進步的同時，不斷拓展醫療手段，力求在未來減輕人們看病就醫面臨的經濟壓力。實現人工智能技術與醫療行業的深入融合，能夠大幅改善許多疾病的診斷與治療方法，特別在面對癌癥、心腦血管疾病等復雜疾病時，人工智能技術發揮出的作用越來越顯著。

事實上，近年來，醫療行業已經成為數據泄露的重災區，這是因為醫學數據具有很高的研究和商業價值。越來越多的醫療數據存儲在云端或第三方服務器上，這可能造成患者的身份信息、健康狀況、疾病診療、生物基因信息等被泄露。比如2020年4月，某醫院將進出醫院人員名單信息發送到微信群，數據未進行脫敏加密，造成了非常惡劣的泄露影響。人工智能技術領域在在醫學應用中，有許多問題需要解決，需要不斷找到數據共享和隱私保護間的關系。利用人工智能技術，提升人工智能技術預測能力，解決出現的相關問題。

從人工智能技術的應用特點來看，該技術在收集數據、分析數據方面顯然遠超人類的能力，但是從主觀分析來看，人工智能在短期內是否能真正超越人類智慧是一個需要深入探討的問題。尤其是在讀片、檢驗、出報告等醫學操作中，人工智能否完全替代人工操作將成為醫療行業未來研究的重點。盡管在短期內“機器人”并不會取代醫生，但可以預料的是，人工智能技術將進一步向醫療領域滲透，實現與醫療行業、護理服務等無縫銜接，在治療、診斷、護理等領域發揮更大價值。面向未來，人工智能技術將逐步滲透至醫療行業，為醫療模式帶來歷史性變革，逐步取代未來醫療行業內部的大部分工作，使得醫療診療的技術含量大幅提升。尤其是越來越多基于人工智能技術的新產品、新設備的出現，將使醫療領域主攻人工智能技術的企業數量成倍增長，對人工智能醫療器械產業的發展將提出了更嚴格的要求，人工智能技術賦能醫療行業發展，將給人們呈現一個美好的發展前景。

4 結束語

總而言之，隨著技術的發展，醫學中運用人工智能技術的可能性會越來越大，也正是這樣一種技術上的革新，讓醫學工作更加智能、更加科學、更具有時代發展優勢。盡管目前，人工智能技術在醫學領域使用的準確性和預測能力還需要不斷提升，但人工智能技術在臨床上替代一些醫生的工作流程、進行專業的判斷方面已有一定的應用價值，尤其是在一些額定疾病條件下，人工智能技術已經得到了臨床實用性驗證。在人工智能技術發展的過程中，怎樣評估和規劃并找到一種人工智能在醫學領域實踐的措施，還有很長一段路要走，與計算機科學技術結合在一起，才是人工智能醫學的可持續發展道路?！?/p>