醫(yī)學(xué)影像人工智能進(jìn)入深水區(qū)后的思考

王海濤

摘要：人工智能作為一門研究和探索計算機如何模仿人類思維過程和智能行為的學(xué)科，主要涵蓋計算機智能原理的研究，制造類似于人腦的計算機以及使計算機能夠?qū)崿F(xiàn)超越基礎(chǔ)的應(yīng)用。醫(yī)學(xué)成像是使用人腦進(jìn)行圖像識別和識別的主題。將人工智能引入圖像識別技術(shù)將不可避免地促進(jìn)醫(yī)學(xué)成像和整個醫(yī)學(xué)行業(yè)的轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：醫(yī)學(xué)影像學(xué);人工智能;深水區(qū)

中國分類號：TP391.41?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

人工智能是一門研究、創(chuàng)造和擴展人類智能以及潛在的理論技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)的新技術(shù)科學(xué)。醫(yī)學(xué)行業(yè)的醫(yī)學(xué)生和從業(yè)者必須從未來的角度看待自己，適應(yīng)未來行業(yè)的變化，探索自我價值，適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展，并應(yīng)對人工智能的影響。同時，當(dāng)人工智能逐漸應(yīng)用于影像醫(yī)學(xué)領(lǐng)域時，不可避免地發(fā)生醫(yī)療事故的法律問題也值得討論。

一、人工智能在醫(yī)學(xué)成像行業(yè)的應(yīng)用與影響

（一）醫(yī)學(xué)成像行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀與前景

人工智能由于技術(shù)的飛速發(fā)展必將促進(jìn)醫(yī)學(xué)成像行業(yè)，人們的生活乃至醫(yī)療系統(tǒng)也發(fā)生了很大的變化。同時，醫(yī)學(xué)影像部門使用人工智能促進(jìn)了遠(yuǎn)程診斷和治療的發(fā)展。在膠片的處理中，加快了圖像數(shù)據(jù)處理的速度，并提高了醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（二）人工智能在醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用仍在高速發(fā)展

“建立完善的遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)。實施《中國衛(wèi)生云服務(wù)計劃》，建立健康醫(yī)療服務(wù)集成平臺，提供遠(yuǎn)程咨詢，遠(yuǎn)程成像，遠(yuǎn)程病理學(xué)，遠(yuǎn)程心電圖診斷服務(wù)”促進(jìn)建立“基本醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)檢查，醫(yī)院診斷”服務(wù)模式，提高基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)影像服務(wù)能力。同時，中國醫(yī)院財務(wù)報告顯示，影像檢查收入占醫(yī)院總收入的10%-20%，接近實驗室，僅次于醫(yī)學(xué)。近幾年，醫(yī)學(xué)影像人工智能應(yīng)用會展現(xiàn)在當(dāng)前的醫(yī)學(xué)影像診斷階段，大部分會從單一性的疾病開展對后續(xù)的研究，強化單一圖形訓(xùn)練。模型的優(yōu)勢是可以采用人工智能的判斷實現(xiàn)對患者影像的分析研究，并在此過程中獲取大量的有效信息和數(shù)據(jù)，以便于輔助醫(yī)師的診斷，提升當(dāng)代的醫(yī)學(xué)影像的運行效率和質(zhì)量。人工智能的學(xué)習(xí)較為高效，可以利用多種影像信息和診斷的信息狀況，分析和判斷相對應(yīng)的疾病情況，以便于可以配合醫(yī)師開展臨床的診斷研究工作，減少因為人為失誤而出現(xiàn)的誤診。除了上述的流程，人工智能還會增加在多種影像工作的運轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)中，此類技術(shù)會開展問診以及隨訪工作，通過深層次的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方式會提升對原有信息和數(shù)據(jù)的收集工作，保障總體的重建效率，設(shè)備學(xué)習(xí)技術(shù)往往被應(yīng)用在圖像的深度研究以及對疾病診治的預(yù)判斷，利用人工智能技術(shù)開展影響技術(shù)管制工作，有助于在后續(xù)的階段中保障總體的臨床治理工作。

（三）人工智能對醫(yī)學(xué)影像行業(yè)的影響分析

醫(yī)學(xué)影像行業(yè)的從業(yè)人員既需要高精度又需要具備較強的邏輯思維，并且不可避免地會發(fā)生人為錯誤。人工智能的出現(xiàn)可以提高成像膠片的處理速度，同時輔助甚至完全取代成像醫(yī)生，從而更好地幫助臨床醫(yī)生擬定治療方案。

1.提高醫(yī)學(xué)圖像的處理效率

由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)開發(fā)的“Doctor Pecking”閱讀機器人與15位首席醫(yī)師競爭，閱讀量超過200，000。“Pecking醫(yī)生”通過高速準(zhǔn)確檢測30套肺部膠片取得了壓倒性的勝利。競賽結(jié)果充分說明了人工智能在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的廣闊前景和巨大的應(yīng)用潛力。通過人工智能來提高醫(yī)生的工作效率并減少醫(yī)療診斷錯誤是大勢所趨。

2.提高醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

隨著超級計算機的發(fā)展以及卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步完善，人工智能在未來仍將有很大的提高空間。同時，人工智能將學(xué)習(xí)得更快，并且可以存儲所有可用的醫(yī)學(xué)知識和醫(yī)學(xué)案例。與醫(yī)生所見病例的局限性相比，人腦的局限性將不可避免地大大提高圖像數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性。

3.加快基層醫(yī)院遠(yuǎn)程影像咨詢的應(yīng)用

“人工智能+遠(yuǎn)程醫(yī)療成像”對于解決基層醫(yī)院咨詢率低，二，三級醫(yī)院壓力大的問題具有重要意義。隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸速度的提高和政府對醫(yī)療的投入的增加，基層醫(yī)院將擁有更多的醫(yī)療設(shè)備來支持遠(yuǎn)程影像咨詢。有了大數(shù)據(jù)的確定和人工智能的閱讀，顯然，與傳統(tǒng)的人工影響咨詢相比，速度更快。

二、受人工智能影響的醫(yī)學(xué)影像從業(yè)者的機會

（一）人工智能擴大了醫(yī)學(xué)影像行業(yè)對醫(yī)學(xué)影像技術(shù)人才的需求

人工智能在醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用將大大擴展對醫(yī)學(xué)影像技術(shù)專業(yè)人士的需求。值得注意的是，在1998年高等學(xué)校本科課程醫(yī)學(xué)目錄沒有專門計劃醫(yī)學(xué)成像技術(shù)作為一門獨立學(xué)科，醫(yī)學(xué)成像只有四年和五年。也可以根據(jù)時代的要求在一定程度上考慮教育部的專業(yè)設(shè)置鼓勵國家一級的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)人才。

盡管在短期內(nèi)，人工智能無法完全替代醫(yī)學(xué)影像從業(yè)人員未來，醫(yī)學(xué)影像從業(yè)人員的工作將被人工智能取代。從短期來看，人工智能尚未成熟。同時，人工智能的發(fā)展也需要這個一線醫(yī)生的輔助驗證和相應(yīng)的源攝入短期內(nèi)仍然需要人工智能當(dāng)然，它不能完全取代醫(yī)學(xué)影像從業(yè)人員。

（二）人工智能發(fā)展下各領(lǐng)域從業(yè)者的反應(yīng)

醫(yī)生基礎(chǔ)在這種大趨勢下，放射線研究生將從醫(yī)學(xué)中學(xué)習(xí)更多。圖像診斷介入放射學(xué)轉(zhuǎn)向醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，專注于自身醫(yī)學(xué)同時，緊跟時代步伐，提高電影技能對于應(yīng)屆畢業(yè)生，我們可以考慮朝著介入放射治療的方向發(fā)展以對其進(jìn)行規(guī)范。

三、人工智能在醫(yī)學(xué)影像行業(yè)醫(yī)療事故的歸責(zé)問題

根據(jù)《中華人民共和國侵權(quán)責(zé)任法》認(rèn)可人工智能從協(xié)助臨床醫(yī)生診斷到完全領(lǐng)先的診斷最重要的步驟是醫(yī)療事故后積累。人工智能深度學(xué)習(xí)之后很可能全方位超越醫(yī)學(xué)影像醫(yī)師。但是因為它對人體健康敏感感官問題在醫(yī)學(xué)成像中推廣人工智能將不可避免地受到法律責(zé)任。人文障礙是要明確指出醫(yī)療事故中人工智能的責(zé)任是重中之重，根據(jù)《中華人民共和國財產(chǎn)侵權(quán)法》第43條第5章造成產(chǎn)品損壞的侵權(quán)人可以要求產(chǎn)品制造商賠償也可以要求產(chǎn)品賣方退款。產(chǎn)品缺陷是由生產(chǎn)商造成的。賣方有權(quán)在賠償后向生產(chǎn)者要求賠償。由于賣方的過錯而產(chǎn)生可以解釋為產(chǎn)品有缺陷的生產(chǎn)者有權(quán)在補償后向賣方索賠。將人工智能應(yīng)用于產(chǎn)品的醫(yī)療行業(yè)時，產(chǎn)生的小概率事件可能是《侵權(quán)責(zé)任法》的結(jié)論是，患者要求醫(yī)院賠償，然后醫(yī)院才能進(jìn)行生產(chǎn)公司提出恢復(fù)建議的結(jié)論。當(dāng)司法判決錯誤時，法院將作出錯誤判決并承擔(dān)責(zé)任，國外存在法醫(yī)專家保險系統(tǒng)，醫(yī)學(xué)成像行業(yè)應(yīng)使用人工智能將醫(yī)療事故用作小概率事件醫(yī)療公司可以執(zhí)行小概率事件可以與保險公司協(xié)商風(fēng)險評估，后果由保險公司承擔(dān)。

四、醫(yī)學(xué)影像人工智能發(fā)展的建議

第一，算法模型的改善，在機器學(xué)習(xí)的過程中，往往會分為有監(jiān)督學(xué)習(xí)、弱監(jiān)督學(xué)習(xí)以及無監(jiān)督學(xué)習(xí)三個類別。在有監(jiān)督學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)中，主要是依靠現(xiàn)有的訓(xùn)練樣本獲取一個較優(yōu)的模型，使用此類模型有利于將多種輸入映射視為對應(yīng)的輸出環(huán)節(jié)，針對此類輸出采取較為簡單的分析能夠展現(xiàn)高效分類，從而也能夠獲取對未知數(shù)規(guī)整的效果，此階段就是在人工智能算法模型處理流程中較為關(guān)鍵的方式。無監(jiān)督學(xué)習(xí)在前期缺少多余的訓(xùn)練樣本，是直接對數(shù)據(jù)做以分析，并開展后期的建模處理，以便于可以具備為未知數(shù)據(jù)的全方位聚類管制，此類模式可以不借助針對訓(xùn)練樣本的標(biāo)注方式，總體的運作可以較為高效和高質(zhì)量，但是經(jīng)過后續(xù)的長期實驗表明，其整體的穩(wěn)定程度低于監(jiān)督學(xué)習(xí)。采用改進(jìn)算法的形式，配合神經(jīng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，強化遷移學(xué)習(xí)的質(zhì)量，配合弱監(jiān)督管制或者是無監(jiān)督的學(xué)習(xí)方式分析，增強其具體的運行效果，能夠保障小數(shù)據(jù)小任務(wù)能夠轉(zhuǎn)換為小數(shù)據(jù)大任務(wù)。第二，在數(shù)據(jù)的規(guī)范化處理中，專家需要具備較為系統(tǒng)和專業(yè)的影像術(shù)語，以便于可以后期的環(huán)節(jié)中達(dá)成一致的共識，促使人工智能產(chǎn)品自身具備較為系統(tǒng)性的圖像描繪語言，可以實現(xiàn)圖像標(biāo)注的理解，完善產(chǎn)品的圖像標(biāo)注方式，培育更多的專業(yè)圖像管制隊伍，保障訓(xùn)練環(huán)節(jié)中所標(biāo)注的信息效率，集中整理臨床以及實驗室檢驗等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，以便于可以全方位的增強人工智能產(chǎn)品的運行質(zhì)量和效率。有關(guān)工作人員需要集中整理各項數(shù)據(jù)和信息，通過整合的處理方式形成較大的數(shù)據(jù)量，有助于在后續(xù)的階段中能夠確保學(xué)習(xí)人工智能模型的整體開放性效果和多種病種的信息庫研究。

第三，需要健全當(dāng)前的評價管制體系，行業(yè)協(xié)會需要加強和當(dāng)?shù)刂鞴懿块T的有效配合，構(gòu)建醫(yī)學(xué)影像人工智能軟件的專業(yè)管制隊伍，利用確立模型檢驗標(biāo)準(zhǔn)信息庫的方式，可以調(diào)配出相對應(yīng)的模型評估體制和較為完善的標(biāo)準(zhǔn)，確保整體人工智能產(chǎn)品的運行效率和質(zhì)量。第四，醫(yī)學(xué)影像因為自身的優(yōu)勢，在當(dāng)前人工智能的平臺建設(shè)中需求較多，現(xiàn)階段在政策、技術(shù)以及信息管制上存在較多的優(yōu)點，但是在實際的運行過程中，涉及到的模型類型較為簡單，并且實際的模型效果并不可靠，對于對接臨床開放管理的運用過程中存在諸多的阻礙。與此同時，人工智能在當(dāng)前的醫(yī)療行業(yè)的商業(yè)化運用的環(huán)節(jié)中，會包含醫(yī)學(xué)的倫理研究、法律法規(guī)和多種信息運行穩(wěn)定等階段，所以對于后期的標(biāo)準(zhǔn)評算體制、最終審驗結(jié)果的判斷、患者隱私的維護等問題應(yīng)當(dāng)開展下一步的分析和了解，部分的環(huán)節(jié)需要結(jié)合實際被不斷的完善，以便于實現(xiàn)更高質(zhì)量的運作。人工智能的運作是建立在當(dāng)代醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)需求的前提之下所開展的，因為眾多科學(xué)前沿的規(guī)劃和設(shè)計，實現(xiàn)較為穩(wěn)定的成長，需要和當(dāng)代的醫(yī)療環(huán)境、醫(yī)院資源以及醫(yī)師相緊密聯(lián)系，保證可以在多個場景的規(guī)劃中實現(xiàn)對細(xì)節(jié)的有效規(guī)整，展現(xiàn)質(zhì)量上的進(jìn)展。

五、結(jié)語

醫(yī)學(xué)成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于人工智能，以改善醫(yī)學(xué)成像數(shù)據(jù)處理和分析方面也不可避免地影響醫(yī)療機構(gòu)、部門和就業(yè)方法，面對人工智能浪潮，醫(yī)學(xué)影像從業(yè)人員應(yīng)改善個人素質(zhì)，使醫(yī)學(xué)成像技術(shù)更貼近未來發(fā)展趨勢，并將自身轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]粱振宇，翟艷東.人工智能在醫(yī)學(xué)影像中的應(yīng)用[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志，2019（09）：17-20.