William J. Mayo 是一位內外科兼長的美國醫生,也是梅奧醫學中心(Mayo Clinic)創始人之一。他曾說,「醫學的作用是預防疾病,延長壽命。醫學的最佳效果就是不再需要內科醫生。」人工智能應用的長足進步,醫學研究的趨勢前景均表明,我們正在朝著醫學的目標和最佳效果邁進。
對于下一次的技術革新,各個醫療機構都嚴陣以待。2014 年,相比較平均 3.3% 的跨行業投資,醫療提供商將利潤的 4.2% 投入到 IT 行業,而對電子醫療記錄的滲透從 2012 年的 40% 增長到了 2017 年的 67%。從其智能機器的保有量來看,醫療行業在數據獲得方面有望成為增長最快的行業之一。Cisco 估計 從 2015 到 2020 年,機對機連接(machine-to-machine connections )的復合年增長率 (Compound Annual Growth Rate , 簡稱 CAGR) 將達到 30%,高于汽車 29% 的連接增長率。
投資者對醫療方面的另一個變革同樣也給予了關注,并增加了對其的投資。風險資本在計算機視覺、機器學習、機器人等人工智能驅動的前沿醫療技術的投資從 2012 年的 3000 萬美元增長到了 2016 年的 8 億 920 萬美元。
醫療研究與機器學習
通過對醫療人工智能生態系統的學術和投資研究,我們發現,Mayo 的愿景正在逐步實現。疾病預防,健康與療養,延緩衰老,醫生的技術輔助均發展得如火如荼。
疾病的預防對醫療專家而言是再普通不過的概念。如今,機器學習為其注入了新的動力,使其煥發了新的活力。PubMed 文獻數據庫數據顯示,涉及機器學習的預防研究活動多于不涉及機器學習的研究活動。
從事預測與預防的人工智能醫療初創公司在不斷增長。從行業數據庫中選擇的 218 家醫療人工智能新創公司中,就有 54 家對病人進行預測。其中,有 44 家公司是在 2010 年之后成立的。
Jvion 和 HBI Solutions 等公司向醫療機構提供病人水平預測和風險評分。Ocuvera 等公司通過識別病人的死亡傾向,預防醫院的手術事故。
在整個醫療價值鏈中,健康方面也對預防在醫學的作用表現出與日俱增的興趣。在整個醫療價值鏈的核心部分,健康是增長最快的部分。
研究者對健康部分的關注與創業者的興趣不謀而合。在 218 家人工智能醫療初創公司中,有 21 家從事健康應用的開發。
初創公司投資數據顯示,年輕的初創公司偏向于健康應用的研發。大約 95% 的人工智能健康初創公司在 2010 年以后成立,而解決手術相關問題的初創公司在 2010 年以后成立的只有 57%。
健康應用可以使用健康人群的數據,這些數據通過進入市場的新型設備收集,數據量可以說是無窮無盡。越多地獲取健康人士的數據,就越能洞悉更多的問題。傳統的醫療所使用的數據極為有限,只是通過病例和嚴重病例的抽樣調查獲取。
疾病預防從研究轉向了細胞和基因方面,力圖根除危險疾病的根源。機器學習對這些研究課題同樣有促進作用。
人工智能新創公司的數據顯示,從事細胞和基因研究的新創公司的成立有小幅增加。例如,Human Longevity, BenevolentAI, Recursion Pharmaceuticals 以及其它至少 7 家公司是在 2010 年到 2017 年成立的。
根據 Mayo 的預想,醫療研究者和公司創始人通過與衰老做對抗,平滑修復,進而延長壽命。在美國,相比對主要致死原因的研究,對衰老的醫療研究增長極為迅速,也是過去 6 年增長最快的研究領域之一。
衰老不再被當做傳統上的疾病看待,而是成了技術創新的研究目標,在整個生命周期沒有所謂關鍵的時期(如病人病情的急劇惡化) 和發展。對人們生活中數據的收集可能有利于衰老的研究。
所積累的數據,數據收集技術的革新再加上機器學習,共同來對抗衰老問題。例如,技術可以檢測衰老是否加速,更加準確地評估生物年齡,然后據此選擇相應的治療。BioageLabs 和 Insilico Medicine 公司采用機器學習發現了抗衰老藥物。
對修復的研究興趣同樣高漲。因為需要長期的努力,重復的工作和不間斷的反饋,修復也在受益于人工智能的發展。12 家新創公司正在修復領域大展拳腳,如從事腦功能障礙修復的 Intendu, 從事病人關節更換的 Peerwell。
幫助而非取代醫生
從上面的例子可以看出,在科技的作用下,醫學從治療疾病正向預防疾病轉變。通過調整基因,檢測疾病早期的癥狀,改變人們的行為,這一點完全可以實現。目前,人工智能技術只參與一部分危險疾病的研究與治療。
在未來,可能所有的疾病都能實現預防,不再需要醫生。但是,通過采用機器人和算法在消除疾病之前就能代替所有的醫生嗎?經過我們的觀察,人們對這個目標并沒有很高的興趣,人工智能助力的醫療技術只是希望幫助醫生,更好地為病人提供治療。
通過研究 35 家在醫療中采用計算機視覺的公司,我們得到的一個結論是,這些公司的目標是幫助專家而非取代他們。例如,BayLabs 所開發的技術是為了「簡化視頻記錄,編輯,分享的程序」,Mindshare Medical 的目標是通過醫學成像「助力臨床醫師,提供醫療服務」,Oxford Heartbeat 幫助臨床醫生「準確規劃和演示血管內血管支架的移植」。
遠程醫療也是助力醫療專家而非取代他們。在一個有 4 億人無法獲得基本醫療服務的世界,遠程醫療可以幫助醫生在效率提高,富有地區需求減少的情況下仍然有事可做,不至于失業。在 218 個公司中,39 家公司在以不同的方式提供遠程醫療服務。一些幫助患者了解醫療知識,進行初步診斷( Babylon, YourMD ) , 一些向醫生提供前所未有的監測工具 ( Sentrian, AiCure ) ,或者提供有價值的醫療信息和建議 ( ZoiHealth, Flo ) 。遠程醫療研究也經歷了飛快了增長,研究論文從 2010 年的 317 篇飛速增長到 2016 年的 845 篇。
我們的調查表明,Mayo 所構想的愿景在人工智能的幫助下將可能實現。認知技術與以上探討的研究主題進行了很好地融合。但在目前階段,在疾病還沒完全根除的情況下,技術是在向醫療專家提供幫助,而非取代他們。