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智能醫療是通過打造健康檔案區域醫療信息平臺,利用最先進的物聯網技術,實現患者與醫務人員、醫療機構、醫療設備之間的互動,逐步達到信息化。本章詳細介紹了人工智能醫療應用,智能醫療的概念,智能醫療的未來發展狀況,智能醫療的未來趨勢。
智能醫療是通過打造健康檔案區域醫療信息平臺,利用最先進的物聯網技術,實現患者與醫務人員、醫療機構、醫療設備之間的互動,逐步達到信息化。在不久的將來醫療行業將融入更多人工智慧、傳感技術等高科技,使醫療服務走向真正意義的智能化,推動醫療事業的繁榮發展。在中國新醫改的大背景下,智能醫療正在走進尋常百姓的生活。
隨著人均壽命的延長、出生率的下降和人們對健康的關注,現代社會人們需要更好的 醫療系統。這樣,遠程醫療、電子醫療(e-health)就顯得非常急需。借助于物聯網/云計算 技術、人工智能的專家系統、嵌入式系統的智能化設備,可以構建起完美的物聯網醫療體系,使全民平等地享受頂級的醫療服務,解決或減少由于醫療資源缺乏,導致看病難、醫 患關系緊張、事故頻發等現象。
早在 2004 年,物聯網技術便應用于醫療行業,當時美國食 品藥品監督管理局(FDA)采取大量實際行動促進 RFID 的實施和推廣,政府相關機構通 過立法,規范 RFID 技術在藥物的運輸、銷售、防偽、追蹤體系中的應用。美國醫院采用 基于 RFID 技術的新生兒管理系統,利用 RFID 標簽和閱讀器,確保新生兒和小兒科病人的 安全。2008 年底,IBM 提出了“智慧醫療”概念,設想把物聯網技術充分應用到醫療領域,實現醫療信息互聯、共享協作、臨床創新、診斷科學以及公共衛生預防等。
智能醫療是通過打造健康檔案區域醫療信息平臺,利用最先進的物聯網技術,實現患者與醫務人員、醫療機構、醫療設備之間的互動,逐步達到信息化。在不久的將來醫療行業將融入更多人工智慧、傳感技術等高科技,使醫療服務走向真正意義的智能化,推動醫療事業的繁榮發展。在中國新醫改的大背景下,智能醫療正在走進尋常百姓的生活。
隨著人均壽命的延長、出生率的下降和人們對健康的關注,現代社會人們需要更好的 醫療系統。這樣,遠程醫療、電子醫療(e-health)就顯得非常急需。借助于物聯網/云計算 技術、人工智能的專家系統、嵌入式系統的智能化設備,可以構建起完美的物聯網醫療體系,使全民平等地享受頂級的醫療服務,解決或減少由于醫療資源缺乏,導致看病難、醫 患關系緊張、事故頻發等現象。
早在 2004 年,物聯網技術便應用于醫療行業,當時美國食 品藥品監督管理局(FDA)采取大量實際行動促進 RFID 的實施和推廣,政府相關機構通 過立法,規范 RFID 技術在藥物的運輸、銷售、防偽、追蹤體系中的應用。美國醫院采用 基于 RFID 技術的新生兒管理系統,利用 RFID 標簽和閱讀器,確保新生兒和小兒科病人的 安全。2008 年底,IBM 提出了“智慧醫療”概念,設想把物聯網技術充分應用到醫療領域,實現醫療信息互聯、共享協作、臨床創新、診斷科學以及公共衛生預防等。
物聯網方案在在智能醫療的應用
1.醫院的耗材管理(加拿大醫院采用RFID技術補充耗材)
2.血液管理(RFID在血液管理中的應用)
3.藥品的追蹤溯源(德國制藥廠商使用超高頻標簽追蹤藥品)
智能醫療結合無線網技術、條碼RFID、物聯網技術、移動計算技術、數據融合技術等,將進一步提升醫療診療流程的服務效率和服務質量,提升醫院綜合管理水平,實現監護工作無線化,全面改變和解決現代化數字醫療模式、智能醫療及健康管理、醫院信息系統等的問題和困難,并大幅度提體現醫療資源高度共享,降低公眾醫療成本。
通過電子醫療和RFID物聯網技術能夠使大量的醫療監護的工作實施無線化,而遠程醫療和自助醫療,信息及時采集和高度共享,可緩解資源短缺、資源分配不均的窘境,降低公眾的醫療成本。
智能醫療發展現狀
智能醫療的發展分為七個層次:一是業務管理系統,包括醫院收費和藥品管理系統;二是電子病歷系統,包括病人信息、影像信息;三是臨床應用系統,包括計算機醫生醫囑錄入系統(CPOE)等;四是慢性疾病管理系統;五是區域醫療信息交換系統;六是臨床支持決策系統;七是公共健康衛生系統。總體來說,中國處在第一、二階段向第三階段發展的階段,還沒有建立真正意義上的CPOE,主要是缺乏有效數據,數據標準不統一,加上供應商欠缺臨床背景,在從標準轉向實際應用方面也缺乏標準指引。中國要想從第二階段進入到第五階段,涉及到許多行業標準和數據交換標準的形成,這也是未來需要改善的方面。
在遠程智能醫療方面,國內發展比較快,比較先進的醫院在移動信息化應用方面其實已經走到了前面。比如,可實現病歷信息、病人信息、病情信息等的實時記錄、傳輸與處理利用,使得在醫院內部和醫院之間通過聯網,實時地、有效地共享相關信息,這一點對于實現遠程醫療、專家會診、醫院轉診等可以起到很好的支撐作用,這主要源于政策層面的推進和技術層的支持。但目前欠缺的是長期運作模式,缺乏規模化、集群化的產業發展,此外還面臨成本高昂、安全性及隱私問題等,這也是刺激未來智能醫療。
智能醫療五大發展方向解析
AI+醫療的熱門,一方面來自越來越成熟的AI技術,另一方面來自越來越緊迫的醫療需求。
AI+醫療正在成為資本新寵。最近,多倫多基于AI技術的醫療影像處理公司Analytics 4 Life拿到了2560萬美元的B輪融資。國內也有數據顯示,2014到2016年每年新成立的人工智能醫療企業分別達到24、37和36家,與2013年的4家相比發展迅速。
本期,我們推薦來自CM Capital的行業報告——《下一代醫學:人工智能與深度學習》。報告從技術本質,市場的驅動力、挑戰、影響、個人和家庭產品用例等角度盤點了AI+醫療的發展現狀。
進擊中的AI
▲什么是人工智能
人工智能(AI)是受人類學習啟發的一套信息系統,由大數據和計算能力的提高所驅動。AI技術主要覆蓋機器學習(ML)、自然語言處理、模式識別、視覺感知等。其中,機器學習是最令人興奮的一塊,其分支深度學習的進展可以說是直接推動這兩年AI商業化的主要原因,這是一種利用非結構化或無標簽的數據進行無監督學習的算法,撐起了高效準確的神經網絡。
▲全球人工智能市場營收預測
AI這個24億美元的市場預計將在2025年發展成590億美元,預計2030年將為全球GDP貢獻15.7萬億美元。其中,醫療人工智能市場(AI+醫療)這一環節可謂增長最快的子行業,預計在2024年全球營收可達100億美元,年復合增長率39.4%。
▲人工智能生態(醫療、金融、農業、零售)
人工智能不僅能為現有的產業提供高效生產力,為民眾、政府和企業帶來巨大的改變,還能取代一些現有的人類工作,帶來新的工種。美國勞工局認為,2016年的學齡兒童中,65%未來將就職于現在還沒有出現的工作崗位。
▲2025年最會賺錢的AI十大用例
目前,人工智能技術及其商業用例尚處萌芽階段,但投資時機已經成熟,吸引了大量投資者的強烈興趣。幾乎所有行業的現有業務模式都將受到人工智能的影響,以金融為例,AI優化的欺詐監測系統性能有著顯著提高,預計將在2020年達30億美元市場;基于算法的趨勢預測(靜態圖像識別、分類和標記)被認為是2025年全球最會賺錢的AI項目。
最大的AI子生態:醫療
▲AI技術在不同行業的滲透程度示意
▲全球AI+醫療市場規模預測
醫療保健是人工智能驅動的規模最大,增長最快的領域之一,涌入了大量的投資,相關的創新覆蓋臨床研究、機器人醫療助手、大數據分析、基于基因組學和精密醫學的個性化治療等。
▲AI+醫療的關鍵驅動力
AI+醫療(智慧醫療)的熱門,一方面來自越來越成熟的AI技術,另方面來自越來越緊迫的醫療需求,包括對有效的醫療方案需求,以及來自管理成本和醫療支出的上升、龐大的醫療保健系統以及人口老齡化的壓力。目前,創業公司們正試圖利用機器學習來幫助減少藥物研發周期,減少錯誤率;利用虛擬助手為病患提供服務,提高醫療影像診斷的準確性,優化診療程序。
▲人工智能將滿足未來的臨床需求
盡管社會各界的關注度很高,但AI+醫療的市場發展還有幾個主要問題需要面對:
1、高額的前期投資
2、可能造成的失業問題
3、難以部署
4、醫務人員的采用意愿不高
5、對于醫療軟件的監管態度比較曖昧
6、缺乏精準的衛生保健數據
7、社會對于隱私和安全的擔憂
8、AI解決方案之間卻反互操作性
9、州法規和聯邦法規可能的沖突
對于人工智能對醫務人員職業的影響,推想科技(醫學影像人工智能解決方案提供商)創始人兼CEO陳寬認為,AI技術的目的是幫助醫生簡化工作內容,消除很多重復性工作,傳遞更快更準確的醫療報告,并且需要醫生的授權來執行,因此不會取代醫生的工作。
五大細分領域詳解
▲2024年AI+醫療不同子領域的份額
▲AI+醫療的五個主要應用
人工智能和機器學習將主要在以下五個方面推動醫療保健的改進:智能診療、病患數據管理、基于先進分析的藥物研發過程優化、醫療設備和機器人、家庭健康。
智能診療
▲智能診療的代表性方向(冠心病、癌癥、神經疾病、一般醫療影像診斷、可穿戴)
每年約有1200萬美國人在門診中得到誤診,患者的病史、遺傳傾向、治療史等各種復雜的原因都可能導致誤診。在越來越嚴格的醫療法規下,從業人員面臨著越來越大的誤診風險壓力。而基于AI的診療系統可以利用大數據分析和患者數據庫進行模式識別,從而給出最終的診療建議,醫生只需要根據輔助做出關鍵決定。
在機器學習的加持下,智能診療的能力、可伸縮性、效率和準確性不斷增強。事實上,IBM的沃森已經通過不斷的電子健康記錄學習,識別圖像和文字,實現準確的乳房和心臟疾病診斷。研究預期,智能診療將幫助臨床診斷結果準確率提高30%到40%,同時降低50%的醫療費用(盡可能的減少住院時間,避免不必要的檢測和醫療費用)。
醫療影像診斷是智能診療最為活躍的項目之一,根據CB Insights,2015年1月以來,智能診療完成首輪融資的創企已有50家,其中有三分之一專注于醫療影像診斷,其他熱門項目包括神經疾病、冠心病、癌癥甚至可穿戴設備等應用。
病患數據管理
▲全球醫療數據
2016年,全球電子健康記錄(EHR)的市場規模達210億美元,基于大數據管理和新興分析解決方案的AI+醫療重塑了整個行業。健康醫療數據除了電子病例之外,還來自醫療、制藥公司數據庫和可穿戴設備的傳感器數據等,其中近80%是非結構化的(很難理解的),因此需要人工智能算法實現有效利用。有分析認為,人工智能和機器學習加持的醫療保健信息價值每年將超過280億美元。
AI+藥物研發
▲美國藥物研發過程(從基礎科研走向市場)
研發過程本身和審批是藥物研發成本高、周期長的主要原因,直接導致了部分疾病醫療費用高。德勤數據顯示,2020年藥物研發支出將達到1620億美元。
根據加州生物醫學研究協會的說法,目前的美國批準程序下,新藥從研究實驗室到病人平均需要12年的時間,平均花費3.59億美元,只有5/5000(0.1%)的藥物在臨床試驗前被批準用于人類。值得注意的是,藥物研發不都是成功的,錯誤和低效都會給研發公司帶來巨大的財務風險。
而人工智能和深度學習的迅速成長將為藥物研發過程提高效率和準確性,并已經在全球各地的實驗室初試身手。C輪拿了1.75億美元,總融資3.13億美元的Flatiron Health就是干這個的,利用數字病例尋找癌癥機理,計算模擬藥物可行性,加速臨床試驗,推進個性化醫療。預計2025年,AI加持下的全球制藥行業成本將降至270億美元。
醫療設備和機器人
▲以色列MST公司推出的圖像引導的機器人腹腔鏡定位系統AutoLap
基于傳感器、機器視覺、圖像分析和數據科學的人工智能還將引入外科機器人等領域,幫助提高自動化手術效率。
機器人技術已經在實踐中證明其有效性,節約了醫療成本,減少了資源浪費,改善了病人護理。據統計,預計到2021年,醫療機器人市場規模將達128億美元,年增長21%。而AI和機器學習的應用將幫助實現外科機器人的可編程性,能幫助減少治療過程中近21%的停留時間,增強有效性、安全性、一致性和可及性。
家庭健康
▲醫療建議咨詢創企Your.MD
除了手術室,人工智能技術還將為家庭健康和臨終關懷提供改進,為老齡化社會的人們提供伴侶或私人助理,應對醫護人員短缺的壓力。
過提供人工智能和機器人驅動的解決方案,私營部門可以重新定義醫療保健的方式,現有的創企包括提供醫療建議咨詢的Your.MD和智能手機行為監測應用LifeGraph等。埃森哲認為,虛擬醫療助手將緩解20%的注冊護士(RN)時間。預計到2020年,全球個人機器人市場的市場規模,包括智能“保健機器人”在內,將增長到174億美元。
產業地圖
AI+醫療的風投額
2016年10月到2017年9月的AI+醫療并購活動
智東西認為,AI+醫療是信息技術與醫療技術的深度整合,涉及了醫藥公司、醫院、醫務人員、患者等各個環節,發揮了數據科技和機器人技術的高效性和準確性,對于服務優化、技術發展、成本控制意義深遠,緩解了老齡化社會和醫療資源有限的壓力,且滿足了精準醫療、個性化醫療的發展趨勢,因此也是人工智能發展最快,規模最大的領域之一。目前,IBM、谷歌、亞馬遜、蘋果等科技大佬,以及傳統醫療設備、制藥巨頭都給予了極大的關注,技術和應用雖在萌發期,但投資機會成熟,優秀創企也已經開始站隊。
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