人工智能有潜力彻底改变健康与医学。这不会一帆风顺，但如果我们做得对，带来的好处将是巨大的。Andres Floto、Mihaela van der Schaar和Eoin McKinney对此进行了解释。
如果你在剑桥生物医学园区的阿登布鲁克医院漫步，迟早会看到一张海报，上面展示了一位身穿手术服的医生站在CT扫描仪旁，微笑着看着你。
这位医生是Raj Jena，他是我们在剑桥大学的第一位——事实上也是英国的第一位——放射学人工智能教授。Raj被选为阿登布鲁克医院的形象代表之一，是因为他在准备放疗扫描时开创性地使用了人工智能。他开发的工具OSAIRIS可以自动化一个复杂但常规的任务，节省了医生数小时的时间，确保患者能更快地接受关键治疗。
这只是人工智能将如何改变医学和医疗保健的一个例子——以及剑桥如何在这方面处于领先地位。
人工智能在医学中的影响可能主要体现在以下四个方面：
首先，它将“加速”生物医学发现，帮助我们理解细胞的工作原理、疾病的产生机制，以及如何识别新的药物靶点并设计新药。
其次，它将解锁大量数据集——所谓的“组学”，如基因组学和蛋白质组学——以帮助我们预测个体的疾病风险、早期检测疾病并开发更具针对性的治疗方法。
第三，它将优化下一代临床试验，使我们能够招募最合适的参与者，并实时分析和解释结果，从而在试验过程中进行调整。
所有这些都将导致第四方面——改变我们接受的治疗和提供这些治疗的医疗系统。它将使我们能够个性化疗法，在正确的时间、正确的剂量下为正确的人提供正确的药物。
实现其潜力
当然，这一切都不会简单。
尽管开发人工智能工具的技术知识已经以几乎令人眼花缭乱的速度进步，但获取训练这些模型所需的数据可能会带来挑战。我们可能会被数据的“三个V”——即数据量、多样性和速度所淹没。目前，我们尚未充分利用这些数据的全部潜力。
要成为推动医疗保健领域人工智能创新的世界领导者，我们需要英国政府的巨额投资，以使研究人员能够访问精心整理的数据集。英国生物银行就是一个很好的例子，它的建立需要大量的远见、努力和资金，但现在已被医学研究界和工业界广泛用于推动创新。
临床数据本质上是高度敏感的，因此需要安全保存，如果研究人员想要访问这些数据，必须经过严格的审批程序。剑桥大学医院NHS基金会信托基金为此建立了电子病历研究和创新（ERIN），这是一个安全的环境，具有审计追踪功能，以便清楚地知道数据是如何和在哪里使用的，并且数据被匿名化，以确保患者无法被识别。它正在与其他东英格兰地区的合作伙伴合作，创建一个区域版本的这个数据库。
我们需要在全国范围内实现这一点。英国幸运地拥有一个单一的医疗系统——国民保健服务（NHS），所有人都可以免费使用。但它缺乏一个统一的计算机基础设施。理想情况下，英国的所有医院都应使用同一系统，并连接起来，使研究人员能够在整个网络中提取数据，而无需向每个NHS信托机构寻求许可。
当然，人工智能工具的效果取决于它们所训练的数据，我们必须小心不要无意中加剧我们试图解决的健康不平等。大多数医学研究中收集的数据来自西方——主要是高加索人——人群。一个在这些数据集上训练的人工智能工具可能在诊断南亚人群的疾病时效果不佳，而后者患2型糖尿病、心脏病和中风的风险相对较高。
还有一种风险是，在实验室中表现出色的人工智能工具在转移到NHS时会失败。这就是为什么开发这些工具的人从一开始就与最终用户——例如临床医生、医疗工作者和患者——合作至关重要，以确保设备具有预期的好处。否则，这些工具可能会最终进入“算法墓地”。
公众对人工智能工具安全性的信任和信心是我们工作的基本要求。没有这一点，人工智能的潜力将丧失。然而，监管机构难以跟上变化的步伐。临床医生可以并且必须在此过程中发挥作用。这将涉及培训他们阅读和评估算法，就像他们处理临床证据一样。让他们更好地了解算法是如何开发的，如何报告和测试准确性和性能，将有助于他们判断这些工具是否按预期工作。
Jena的OSAIRIS工具是在与微软研究院的合作下开发的，但他是一名NHS放射科医生，亲身体会到了需求。从某种意义上说，这是一种由NHS、在NHS、为NHS开发的设备。虽然这并不总是必要的，但医疗保健提供者需要在早期阶段参与进来，否则开发人员可能会以一种使其实际上不可用的方式构建它。
学会彼此的语言
2020年，剑桥大学成立了医学人工智能中心，旨在“开发新型人工智能和机器学习技术，以彻底改变生物医学科学、医学和医疗保健”。
该中心最初由阿斯利康和葛兰素史克资助，支持博士生奖学金，每位学生都有来自行业、数据科学家和“领域专家”（例如临床医生、生物学家或化学家）的导师。另一家行业合作伙伴勃林格殷格翰也已加入。
我们在剑桥非常幸运，因为我们拥有一流的人工智能和机器学习专家、发现生物学和化学专家，以及热衷于参与的科学导向的临床医生，还有高性能计算基础设施，如Dawn超级计算机。这使我们处于人工智能和医学领域的领先地位。
但这些学科有不同的目标和要求，有不同的工作和思维方式。我们的任务是在中心将它们结合起来，帮助它们学会彼此的语言。我们正在开辟前进的道路，这是极其令人兴奋的。
如果我们做对了，人工智能在改变健康和医学方面的可能性是无限的。它可以带来巨大的公共利益。但不仅如此，它_必须_这样做。
Andres Floto教授和Mihaela van der Schaar教授是剑桥医学人工智能中心的联合主任。Eoin McKinney教授是该中心的成员。
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