IEEE FELLOW張元亭：人機智能融合在醫療健康領域的應用和挑戰

2018-09-05 17:30

8月30－31日，由中國高科技行業門戶OFweek維科網和高科會主辦的“OFweek2018中國（上海）人工智能展覽會暨OFweek（第二屆）人工智能產業大會”在上海成功舉辦。

在31日“OFweek2018人工智能產業大會”AI+醫療論壇上，國際醫學與生物工程院院士／IEEE FELLOW／香港城市大學生物醫學工程講座教授張元亭為現場觀眾帶來“人機智能融合在醫療健康領域的應用和挑戰”的主題演講，提出健康工程的醫療理念就是通過融合工程、科學、醫學三方面解決重大疾病，達到早期預防，早期預警，早期干預，早期康復的目的。

國際醫學與生物工程院院士／IEEE FELLOW／香港城市大學生物醫學工程講座教授張元亭

人機融合的AI醫療理念

人工智能概念本身不僅包含了機器智能，也需要研究人本身的智能，也就是把人的智慧和機器的智能融合起來，在這兩者做足研究之后，才能實現真正的人機融合，才能解決健康醫療方面的問題。

在張院士認為“人機融合是未來健康工程的主要研究方向之一。”不論是國內還是國際上，心血管疾病是當前最主要殺手。根據WTO的報告，在未來十幾年二十幾年，心腦血管疾病的發生率還會繼續增加。

AI智能發展很快，AI的工程應用也不少，其基礎研究做的也不錯，但從全世界的角度來看，疾病卻一直沒有出現下降的情況，張院士表示，出現這種問題的原因是因為現在AI技術工程都重在基礎研究，把重心都放在了疾病的后期。未來的AI醫療發展趨勢，首先要面對的就是解決疾病的下降需求，面對這個問題，就需要從預防為首，從早期預測入手，從早期干預入手。

在他看來，健康工程的需求非常簡單，面對最明顯的老齡化即老年癡呆疾病，需要思考人的知能逐漸退化的過程中，怎么樣能夠有效通過人機融合解決人的智能方面的問題。人類老齡化，中國對AI醫療方面的科學發展高度重視。習主席多次強調，將人民健康問題提到國家的戰略地位上，國家并且頒布了《健康中國2030規劃綱要》，強調了早期診斷、早期預防、早期治療的健康醫療理念。

最近美國的國家科研院也發表了關于AI醫療的整體戰略規劃，未來一百多年，21世紀的重大14大挑戰之一是健康信息學，規劃中提到一個很重要的融合理念——把現代醫學轉化成現代新醫學，意思就是把互聯網人工智能及信息影像／信息傳感進行融合交互，以此來解決重大疾病。

人機智能融合在醫療健康領域的應用

基于人機融合理念基礎上，張院士表示人機融合的AI醫療領域主要體現在幾點應用上。

第一個應用是健康檔案的挖掘：全球人口眾多，健康檔案挖掘的數據是很龐大的，因此機器自動記錄幾項重要數據做出智能診斷是很有必要的。

第二個應用是自動閱讀生物醫學影像：這個是非常關鍵非常重要的應用，目前成功案例很多，自動閱讀生物醫學影像，能夠實現高分率的成像過程，應用人工智能速度快，存儲量大，記憶高等特點，可以幫助臨床醫生診斷，提升患者就診體驗。

第三個應用是微創手術、微創機器人：目前達芬奇醫療機器人還不夠完善，未來的醫療機器人在研發上會復雜得多。

第四個應用是提高臨床工作質量與效率：因為人工智能很重要的一個特點，是速度快、存儲量大、記憶高，這個可以幫助臨床醫生提高工作效率。

第五個應用是提升患者的就診體驗：比如現在吃飯刷臉、開車刷臉，那么將來看醫生也可以刷臉。

第六個應用是個性化治療方案：有些醫院已經使用醫療診斷系統，此系統可以幫助醫生做出一個初步的建議。

第七個應用是藥物管理：藥物管理也是一個很重要的應用。

第八個應用是醫療咨詢和服務機器人：達芬奇是手術機器人，目前市場比較稀缺的是家庭的服務機器人。

第九個應用是新藥研發和生物標記物的檢測：血液檢測當中的標記物是很重要的一點。

人機智能融合在醫療健康領域的挑戰

目前人工智能遇到的問題挑戰，也是AI的特點，即大數據，大計算量，快速計算量等等。

第一個挑戰是算法、理論基礎和數據分析：這是其中最大挑戰，目前人工智能正處于深度學習階段，但因為需要的數據量過大，在部分疾病上還無法獲得相關數據，所以人工智能在醫學上還未達到如AlphaGo一樣的大數據精度下，張院士提出從小數據更加智能的方法融合人的智慧，融合機理，來攻克不需要大數據也能做精做預算的觀點。

第二個挑戰是可穿戴式：人工智能有個很重要的疑問是怎么樣獲取信息？在醫療信息當中，最理想的狀況是生物標記物，醫學影像、生理參數、生化參數全都可以被自己自動獲取，不用去醫院。

第三個挑戰是多模醫學影像的融合：醫學影像有解剖，有功能，還有一些其他不同參數，在要求分辨率很高的情況下，只能依靠計算機來用功能的方式把這三個錄像疊加到一塊，實現一個三維的模擬。

最后兩個挑戰是感情和倫理：當AI醫療機器人造出來以后，在與人類長相相似情況下，人們如何和他相處？如何解決他的關系？如何去熱愛機器人？

最后，張院士表示到：“未來十幾二十幾年間，人類的壽命將會通過人工智能延長。最需要做的就是將AI、傳感和影像等等融合在一起，這個產業的發展是很有前景的。”