医疗健康技术(HealthTech)是医疗领域发展最快的技术细分领域之一。包括人工智能(AI)在内的前沿技术正在推动这一领域的革新。在新冠疫情期间,人工智能帮助行业应对激增的患者数量,实现患者数据对接、疾病诊断检测及流程优化。某公司甚至利用AI检测疾病暴发,成为最早预警武汉呼吸道病毒的机构之一。
除实用价值外,人工智能在医疗领域也具有显著成本效益——报告显示,到2026年AI应用每年可为美国医疗经济节省1500亿美元。此外,AI还促使医疗专业人员更深入思考护理、沟通和诊疗规范中的不足。特别是在疫情时期,当医院服务向居家场景转移时,AI可在不降低医疗服务质量的前提下替代人工操作。
然而将AI融入医疗工作流时仍存在阻力,医疗机构需制定系统的AI战略以实现技术整合。部分AI系统需要预设数据或训练算法,而许多现有医疗系统采用数字化架构,但AI更适合模拟电路系统。在部署AI解决方案前,理解其运作原理及与其他系统的协同性至关重要。
以下是人工智能驱动技术在HealthTech中的运作方式:
人工智能的架构
人工智能的核心能力包括语言理解、形状声音识别、学习和问题解决。该技术通过海量数据结合快速迭代处理与智能算法(定义计算机任务执行的指令集)实现人类任务自动化。
弱人工智能与通用人工智能
当前主流为弱人工智能(Narrow Intelligence),专注于单一任务,用于数据过滤或基于数据的推荐生成;而具备广泛任务处理能力的通用人工智能(General Intelligence)代表未来发展方向,其能力可比拟人类。
机器学习
作为AI子领域的机器学习(ML)无需显式编程,通过算法自动学习和优化流程。医疗场景中,其模式识别技术可识别因生活方式、环境、基因组等因素面临疾病风险或病情恶化的患者。
深度学习
机器学习的进阶形式——深度学习(Deep Learning)模拟人类大脑结构,通过复杂分层的神经网络解析医学影像,能够识别罕见疾病或特定病理类型。与需要结构化数据的机器学习不同,深度学习依靠人工神经网络(ANN)对数据进行层级化概念分类。
AI系统集成
理想状态下,AI应无缝嵌入医疗系统后台。优质设计可将数据转化为医疗工作者与患者的可操作方案,而非取代医生。该技术旨在帮助医护人员充分发挥专业能力,强化医疗领域的成熟方法。
图形处理单元(GPU)
在医学影像领域,GPU提供AI所需的迭代运算能力。专用芯片通过高速数学计算加速图像投射,但鉴于单个人类基因组约200GB的数据量,医学影像分析所需算力和能耗极为庞大。
物联网(IoT)
物联网设备产生的海量数据(2025年预计达79.4泽字节)为AI应用提供广阔空间。可穿戴设备、智能吸入器等可评估特定数据点(如血糖水平)并与胰岛素笔等设备联动,实现个性化自动化护理。
应用程序编程接口(API)
API作为代码封装接口,使AI功能可集成于现有产品。例如谷歌云医疗健康API,为HealthTech应用提供机器学习能力的构建平台。
算法重用实践
微软与Adaptive Biotechnologies的合作展示了现有算法的转化应用。通过将自然语言翻译算法用于创建通用血液检测技术,可检测疾病、感染、癌症及自身免疫疾病。
医疗领域的自然适配性
AI不会削弱医护人员能力,而是通过更精确的数据计算与分类辅助决策。医生可同时处理数个数据流,而算法可同步分析数百万数据流,并打破传统数据孤岛,创造更快、更广的医疗服务可能性。这种逻辑特性使AI成为医疗领域的天然适配技术,对整体科学领域产生深远影响。
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