人工智能應(yīng)用領(lǐng)域

1、人工智能應(yīng)用領(lǐng)域-AI醫(yī)療健康（有案例）目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 一、醫(yī)學(xué)影像分析2 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 二、健康管理2 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 三、醫(yī)療數(shù)據(jù)管理3 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 四、癥狀分析及咨詢3 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 五、手術(shù)輔助4 HYPERLIN

2、K l bookmark24 o Current Document 六、腦機接口4 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 七、醫(yī)療流程4 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 八、藥物挖掘5 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 九、可穿戴設(shè)備5 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 十、智能醫(yī)療設(shè)備5 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 十一、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)6 HYPE

3、RLINK l bookmark46 o Current Document 十二、基礎(chǔ)醫(yī)療科研6 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 十三、病患管理6 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 十四、心理健康7 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 十五、人體智能增強7 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 十六、藥物配送7 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 十七、

4、助殘工具8 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 十八、養(yǎng)老護理8一、醫(yī)學(xué)影像分析【代表案例】病理圖像訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)算法GoogLeNet系統(tǒng)等深度學(xué)習(xí)方法對腫瘤概率預(yù)測熱點圖的制作很有幫助，但 其結(jié)果常有噪音。研究者將算法額外定制化，模仿病理學(xué)家的方式完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 的訓(xùn)練，希望能訓(xùn)練一個相當(dāng)于或超越病理學(xué)家表現(xiàn)的模型，算法經(jīng)過優(yōu)化可來 確定是擴散到淋巴結(jié)的乳腺癌還是擴展到臨近乳房的乳腺癌。該算法產(chǎn)生的預(yù)測熱點圖有很大改進，算法的FROC得分達到了 89%,大大 超過了病理學(xué)家在無時間限制時進行診斷的得分(73%)；同時即使是在不同醫(yī)院 使用不同掃描

5、儀得到的圖片上模型也能較好泛化。該嘗試將圖像訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)算法應(yīng)用到數(shù)字化病理學(xué)中，通過創(chuàng)造自動檢測 算法來自然地補充病理學(xué)家工作流 Gigapixel Pathology Images?！炯夹g(shù)應(yīng)用】像大部分標(biāo)準(zhǔn)一樣，F(xiàn)ROC定位得分并不完美。每個切片有一些預(yù)定義的 平均假正例的情況下，F(xiàn)ROC得分被定義為敏感性(sensitivity)。病理學(xué)家做 出假正例的情況相當(dāng)罕見(把正常細胞誤診為腫瘤)。例如，上面提到的73%的得 分對應(yīng)73%的敏感性，以及0個假正例。與之對比，算法的敏感性在更多假正例 的情況下會上升。每個切片有8個假正例的情況下，算法的敏感性達到92%；算法在之前訓(xùn)練過的任務(wù)中表現(xiàn)

6、良好，不過，尚缺乏人類病理學(xué)家的知識 廣度和經(jīng)驗，比如，識別其他不正常情況的能力，而之前沒有詳細訓(xùn)練過該模型 對這些情況進行分類，比如，發(fā)炎過程、自身免疫疾病以及其他類型的癌癥；為了確保最佳臨床效果，還需要將這些算法吸收到病理學(xué)家的工作流程中 去，完善這一流程。未來愿景是，諸如這些算法能提高病理學(xué)家的工作效率和診 斷的一致性。比如，通過檢查排在前面的預(yù)測腫瘤區(qū)域(包括每個切片有8個假 正例的區(qū)域)，病理學(xué)家可以降低假率的未檢出率(也就是沒有被監(jiān)測到的腫瘤)。 另一個例子這些算法能夠讓病理學(xué)家簡單而準(zhǔn)確地測量腫瘤大小，這一因素與預(yù) 后(prognosis)有關(guān)。二、健康管理【代表案例】 睡眠分析

7、及自動評分軟件現(xiàn)有的多導(dǎo)睡眠圖需要人工進行評估，耗時耗力。EnsoData軟件使用了美 國睡眠醫(yī)學(xué)會評分標(biāo)準(zhǔn)以及先進的算法，分析每毫秒的生理學(xué)信號。與多導(dǎo)睡眠 監(jiān)測系統(tǒng)進行接口并智能自動化，從而為多導(dǎo)睡眠圖自動評分，分析睡眠質(zhì)量和 輔助診斷睡眠或呼吸相關(guān)睡眠障礙，生成睡眠數(shù)據(jù)報告，提升醫(yī)生的診斷效率。三、醫(yī)療數(shù)據(jù)管理【代表案例】醫(yī)療數(shù)據(jù)管理的人工智能技術(shù)平臺IBM Wat son利用常見數(shù)據(jù)模型進行護理大數(shù)據(jù)和健康數(shù)據(jù)管理功能，通過 基于云認知平臺可發(fā)現(xiàn)隱藏的模式和聯(lián)系，建立健康數(shù)據(jù)管理平臺，使個性化護 理節(jié)約成本且效果更佳。并通過與癌癥中心的合作，獲得大量臨床知識、分子與 基因數(shù)據(jù)、病例歷史

8、信息等數(shù)據(jù)并結(jié)合文獻證據(jù)，通過機器學(xué)習(xí)算法，分析病人 的縱向病歷，并動態(tài)跟蹤病人的數(shù)據(jù)，幫助快速篩選出符合條件和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的臨 床試驗的患者。而藥物開發(fā)者同樣需要選取有效的藥物靶點和現(xiàn)有藥物的新適應(yīng) 癥?！炯夹g(shù)應(yīng)用】機器學(xué)習(xí)、自然語言處理。四、癥狀分析及咨詢【代表案例1】人工智能問診及醫(yī)療服務(wù)APPBabylon Health使用人工智能獲取醫(yī)療專家的知識，利用自然語言處理技 術(shù)輔助臨床診斷，包括患者分類、癥狀檢查等。通過聊天機器人與用戶的交流，評估其狀況，并為其提供醫(yī)療建議。同時也 可以借助該APP預(yù)約醫(yī)生進行遠程診療，APP還包含健康追蹤以及藥品配送等服 務(wù)。【技術(shù)應(yīng)用】問答系統(tǒng)、自然語言處

9、理?！敬戆咐?】個性化隨訪程序和咨詢服務(wù)Mindshare開發(fā)了一種革命性的，為后續(xù)程序和治療的有效性提供了個性化 的診斷和指導(dǎo)。大幅提升病人護理的質(zhì)量并減少醫(yī)療機構(gòu)的財務(wù)責(zé)任。循證臨床決策支持技術(shù)，根據(jù)大量人群形象和患者信息，將患者的醫(yī)治風(fēng)險 分層，結(jié)合圖像識別算法與醫(yī)患信息來構(gòu)建智能算法。結(jié)合由深度學(xué)習(xí)得到的信 息，減少誤診誤報，提升護理質(zhì)量。同時評估臨床價值，協(xié)助醫(yī)生作出臨床判斷， 同時利于控制醫(yī)療機構(gòu)的財務(wù)責(zé)任。醫(yī)療保健正在迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閮r值付費的范式。越來越多的綜合交付網(wǎng)絡(luò)(IDN), 醫(yī)療責(zé)任組織(ACO)和具有基于風(fēng)險的合同的診所等機構(gòu)對醫(yī)療保健的有效性和 效率承擔(dān)更大的財務(wù)責(zé)任。

10、Mindshare提供咨詢指導(dǎo)，旨在通過評估臨床價值 優(yōu)化個體患者的隨訪程序和治療?！炯夹g(shù)應(yīng)用】深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、機器學(xué)習(xí)五、手術(shù)輔助【代表案例】實時失血監(jiān)測儀Tri ton實時失血監(jiān)測儀用于分娩手術(shù)流程，為產(chǎn)科開發(fā)實時血液監(jiān)測解決 方案，簡化陰道分娩和產(chǎn)后恢復(fù)安排。其實時血液監(jiān)測有助于早期識別產(chǎn)科出血， 并提供評估出血狀態(tài)的客觀指標(biāo)，以及支持與輸血適當(dāng)性相關(guān)的臨床決策，簡化 使用體驗，并定制干重的吸血物品列表，自動計算稱重物品的失血量，同時允許 批量稱重和v-drape體積的整合?！炯夹g(shù)應(yīng)用】機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、計算機視覺。六、腦機接口【代表案例】無創(chuàng)腦機接口部件(研發(fā)中)大腦打字(t ypin

11、g-by-brain)計劃 無創(chuàng)可穿戴技術(shù)，能夠檢測出大腦中的預(yù)期言語，而無需用戶大聲說出 這些話。據(jù)稱，該技術(shù)的思想文字轉(zhuǎn)化速率在100詞/分鐘。項目負責(zé)人 Mark Chevillet在最近一次會議中表示，團隊目標(biāo)是兩年內(nèi)取得商業(yè)產(chǎn)品的可行性論 證。持懷疑態(tài)度的神經(jīng)科學(xué)家們指出，目前侵入性腦植入物的大腦打字速度是8 詞/分鐘?！炯夹g(shù)應(yīng)用】人機交互技術(shù)、認知神經(jīng)科學(xué)。七、醫(yī)療流程【代表案例】協(xié)作診斷平臺跨越了私營和公共衛(wèi)生部門，提供了解決診斷連通性、臨床數(shù)據(jù)互操作性和 公共衛(wèi)生疾病監(jiān)測等難題的產(chǎn)品和服務(wù)。通過利用實驗室擁有的數(shù)據(jù)將其置于中 心。其實驗室使用協(xié)作診斷平臺與醫(yī)師客戶和其他實驗室連

12、接，還幫助實驗室改 進報銷制度、醫(yī)療保健的協(xié)調(diào)方式，使得實驗室更具有戰(zhàn)略意義。【技術(shù)應(yīng)用】數(shù)據(jù)挖掘。八、藥物挖掘【代表案例】藥物設(shè)計和挖掘軟件平臺Ato mNet基于結(jié)構(gòu)st rue ture-based）的藥物設(shè)計和挖掘方法，使用深度學(xué) 習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析小分子的生物活性和分子結(jié)合親和力。并預(yù)測新藥效果，減少對 昂貴耗時的物理合成和測試的需求，從而節(jié)約藥物開發(fā)的時間和金錢成本?！炯夹g(shù)應(yīng)用】 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、CNN （卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）。九、可穿戴設(shè)備【代表案例】胎兒健康監(jiān)測智能傳感器可穿戴的持續(xù)監(jiān)控的胎兒監(jiān)控器，可持續(xù)監(jiān)控胎兒踢腿數(shù)，并將其與孕婦自 身的動作區(qū)分，利用機器學(xué)習(xí)來預(yù)測和指導(dǎo)健康的妊娠?！?/p>

13、技術(shù)應(yīng)用】機器學(xué)習(xí)。十、智能醫(yī)療設(shè)備【代表案例】人工智能上肢康復(fù)訓(xùn)練智能板Rapael Smart Board是一款智能醫(yī)療設(shè)備，能夠幫助任何肩膀或肘關(guān)節(jié)有 移動障礙的患者進行恢復(fù)訓(xùn)練。通過內(nèi)置的智能系統(tǒng)，該設(shè)備能夠根據(jù)患者本身 的能力創(chuàng)建相應(yīng)難度的康復(fù)訓(xùn)練游戲，例如點對點移動和形狀繪制。在康復(fù)訓(xùn)練 的過程中，設(shè)備中的智能系統(tǒng)能夠?qū)颊叩囊苿臃秶俣?，肢體協(xié)調(diào)性等數(shù)據(jù) 進行實施分析和評估，在不需要專業(yè)醫(yī)護人員的陪同的情況下給出反饋，減少陪 護成本?！炯夹g(shù)應(yīng)用】人機交互技術(shù)、嵌入式人工智能技術(shù)。十一、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)【代表案例】基因檢測系列產(chǎn)品 DNA INSIGHTS在客戶做完基因檢測后，給出對應(yīng)飲

14、食、藥物選擇等個性化精準(zhǔn)醫(yī)療方案， 方案包括:利用基因組藥理學(xué)幫助患者選擇合適的藥物；利用基因檢測技術(shù)檢測與人的皮膚、心臟、體重等相關(guān)的基因，并給出 飲食、健身等建議；利用體液DNA檢測技術(shù)血液循環(huán)DNA，以在早期發(fā)現(xiàn)癌癥。十二、基礎(chǔ)醫(yī)療科研【代表案例】醫(yī)療科研和臨床決策支持平臺平臺可以讓模型自動學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)文獻中的知識，并轉(zhuǎn)化為診斷模型，進行知識 自動構(gòu)建。被學(xué)習(xí)的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域權(quán)威文獻包括醫(yī)學(xué)指南，如心內(nèi)科診斷指南、 白血病治療指南、肺癌治療指南，以及在頂端雜志上發(fā)表的、在比較大的樣本情 況下做實驗的文獻。具體能實現(xiàn)以下功能：醫(yī)學(xué)詞典和自由文本結(jié)構(gòu)化:基于業(yè)界權(quán)威醫(yī)學(xué)詞典，結(jié)合醫(yī)院歷史病歷， 構(gòu)建醫(yī)

15、院自有的醫(yī)學(xué)詞典，將病歷轉(zhuǎn)化為可挖掘的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；科研數(shù)據(jù)分析:對真實病歷數(shù)據(jù)進行深度挖掘，用深度學(xué)習(xí)技術(shù)幫助醫(yī)生 發(fā)現(xiàn)醫(yī)學(xué)洞見；數(shù)據(jù)可視化:對數(shù)據(jù)進行多維度分析展示，便于洞察疾病趨勢；輔助診斷:依據(jù)患者臨床表現(xiàn)和各項檢查指標(biāo)判斷疾病概率，對比相似病 例，提供臨床決策支持；個性化疾病預(yù)測:建立個體模型，模擬用藥效果預(yù)測，監(jiān)控疾病發(fā)展趨勢；輔助制定治療方案:基于個體模型，結(jié)合業(yè)界醫(yī)學(xué)證據(jù)和文獻輔助醫(yī)生制 定治療方案?！炯夹g(shù)應(yīng)用】計算機視覺、機器學(xué)習(xí)。十三、病患管理【代表案例】病人行為監(jiān)測軟件該軟件可分析通過3D攝像機獲取的患者圖像，隨著時間的推移，通過其預(yù) 測性算法，分析患者的位置和運動。當(dāng)檢測

16、到某些行為時，如被禁止離床的患者 試圖起身離床，該軟件可將訾報將發(fā)送給護理人員。該軟件可緩解護理人員不足 的問題?！炯夹g(shù)應(yīng)用】 計算機視覺。十四、心理健康【代表案例】個性化心理咨詢及護理 APPGinger 起初試圖從被動跟蹤的智能手機數(shù)據(jù)推斷出行為模式和心理健康問 題，但現(xiàn)在改為通過文本和視頻聊天模式與人類治療師交流，討論心理健康問題 并近一步提供個性化護理，幫助用戶保持良好的精神狀態(tài)?！炯夹g(shù)應(yīng)用】語音識別、自然語言處理。十五、人體智能增強【代表案例】智能假肢傳感器 該智能假肢改善了刺激模式，加入了壓力之外的新類型的知覺，提高了用戶 對運動的控制能力?！炯夹g(shù)應(yīng)用】智能假肢應(yīng)用物理實驗室(Ap

17、plied Physics Laboratory, APL)開發(fā)的一支 機器人手臂包含了先進的扭矩傳感器，可以檢測到施加在病人的任何一根手指上 的壓力,還可以將那些身體的(感覺)轉(zhuǎn)換成電信號,由電線傳輸回病人大腦的 微電極陣列中,來向病人的感覺神經(jīng)元提供刺激的精確模式。十六、藥物配送【代表案例】無人機醫(yī)療產(chǎn)品快遞服務(wù)該服務(wù)采用的無人機用橡皮筋來做藥品彈出的彈簧,用蠟紙制作降落傘,價 格低廉,結(jié)構(gòu)簡單,可用于運送醫(yī)療物品。除去運輸血液制品外,在 2018 年,該服務(wù)在坦桑尼亞的業(yè)務(wù)范圍預(yù)計還將 包括狂犬病、破傷風(fēng)、艾滋病疫苗,瘧疾藥等藥物以及手術(shù)縫合線、靜脈輸液管 等急救物資的運輸。Zips 無

18、人機載重限額 2 公斤,運送范圍80 公里?？爝f成本與傳統(tǒng)運輸方式 相當(dāng)。根據(jù)介紹,該服務(wù)將覆蓋超過 1000 萬人口。很多藥物,尤其是疫苗,要 依賴不間斷溫度控制的供應(yīng)鏈,即所謂的冷鏈,并且由于需求較小,很少在農(nóng)村 地區(qū)有所儲備。然而對此類藥物的需求都非常緊急,在交通不便的地區(qū),公路運 送往往不能及時遞送藥物。因此,無人機提供了最佳的解決方案?！炯夹g(shù)應(yīng)用】無人機技術(shù)。十七、助殘工具【代表案例】適用于盲人的環(huán)境狀態(tài)識別APPSeeing AI 通過手機攝像頭配合圖像識別技術(shù)以及語音合成技術(shù)，向盲人大 聲朗讀周圍的情況。其能識別攝像頭中人物的身份，甚至辨識出表情和心情，能 夠告知用戶周圍的人是否在認真聆聽，以及聽眾的其它反應(yīng)。同時還能夠讀取反 復(fù)出現(xiàn)的人的身份，也能對陌生人從性別、穿著、動作、狀態(tài)等方面加以描述。 這款應(yīng)用還能識別地名、門牌號碼和其他物品，并讀取名稱。由于其首發(fā)地在美 國，所以APP還具有分辨美元面值的能力。該APP也可為盲人朗讀文件，通過手機拍照功能識別文件，且在拍照過程中 能夠引導(dǎo)使用者將文件的全部內(nèi)容鎖定到取景框內(nèi)。例如，應(yīng)用會提示用戶（向 右下角移動手