今年突如其來的新冠疫情，讓醫(yī)療與公共衛(wèi)生領(lǐng)域成為全世界的焦點(diǎn)，對(duì)這一領(lǐng)域的各方面投入也大幅增加，除了生物科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究，人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在疫情的追蹤監(jiān)測、精細(xì)管控、遠(yuǎn)程醫(yī)療等方面，也發(fā)揮了很大的作用。
而AI與醫(yī)療的結(jié)合，一直是微軟關(guān)注的焦點(diǎn)。如何充分利用人工智能等新興技術(shù)去實(shí)現(xiàn)科技、人性與自然、社會(huì)的平衡發(fā)展，需要社會(huì)各界的共同努力?，F(xiàn)階段正是科技和醫(yī)療行業(yè)的關(guān)鍵時(shí)刻，未來將會(huì)邁向何方，將取決于今天的每一個(gè)選擇。
微軟全球資深副總裁、微軟研究院負(fù)責(zé)人 Peter Lee 博士
AI醫(yī)療的無窮可能
當(dāng)醫(yī)生抽取你的血液后，就擁有了大約100萬個(gè)T細(xì)胞，它們是身體自然免疫系統(tǒng)的樣本。每個(gè)T細(xì)胞的特異性，是由胞外受體(或稱T細(xì)胞受體)的遺傳學(xué)機(jī)理決定的，因此目前有很多研究正在試圖大批量地解碼這些基因所傳遞的信息。如果能夠做到這一點(diǎn)，就可以映射出人體內(nèi)的T細(xì)胞圖譜，診斷出發(fā)生在人們身上的傳染病、癌癥、自身免疫性疾病等。這也將成為通用型基于血液的診斷方法的基礎(chǔ)。
目前，微軟正在與西雅圖的一家生物技術(shù)公司Adaptive Biotechnologies進(jìn)行這方面的合作，其獨(dú)有的免疫測序技術(shù)，可以快速讀取血樣中大約100萬個(gè)T細(xì)胞，其中涵蓋的大量信息，可以用來了解人體免疫系統(tǒng)正在應(yīng)對(duì)的傳染病、癌癥或其他免疫疾病等。關(guān)鍵在于，能否解碼這些信息?這也正是AI與機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)揮作用的地方。微軟一直通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)這些輸出內(nèi)容進(jìn)行處理，試圖將T細(xì)胞基因受體語言轉(zhuǎn)換為抗原語言，再利用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)一步探查這些免疫引擎，尋找身體正在對(duì)抗哪些疾病。
雙方合作的終極夢想，是采用簡易、通用的方法，基于血液檢測出任何一種傳染病，并且可以對(duì)任何癌癥進(jìn)行早期診斷，判斷患者可能有哪些免疫性疾病。作為一名研究員，以及《星際迷航》這樣的科幻劇的愛好者，這些研究讓我想起了“三錄儀”?，F(xiàn)階段確實(shí)是一個(gè)了不起的時(shí)代，醫(yī)療科學(xué)發(fā)展將帶來無限可能性，今天的計(jì)算技術(shù)和計(jì)算能力，也讓數(shù)據(jù)能夠幫助人們擁有更好的健康狀況。
新的理念正在引發(fā)無窮的可能，而AI等技術(shù)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，只是未來醫(yī)療的一小部分。
除了面向未來的研究，AI對(duì)于當(dāng)下診療過程的優(yōu)化也很重要。醫(yī)生過勞現(xiàn)象在很多國家都很常見，通常醫(yī)生將更多關(guān)注放在計(jì)算機(jī)屏幕上而不是患者。醫(yī)療診斷記錄如今都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，但問題是，數(shù)字化帶來的重?fù)?dān)完全落在了醫(yī)生和護(hù)士身上。多項(xiàng)研究表明，目前臨床醫(yī)生要花費(fèi)超過40%的工作時(shí)間在數(shù)據(jù)錄入上，創(chuàng)建臨床文檔的負(fù)擔(dān)，成為醫(yī)生過勞的主要原因之一。甚至在許多國家，醫(yī)生是自殺率最高的職業(yè)之一。
微軟與合作伙伴Nuance攜手開發(fā)了一款名為Dragon Ambient eXperience的產(chǎn)品，它能夠觀察并聆聽醫(yī)患之間的對(duì)話，然后自動(dòng)構(gòu)建絕大部分的診療記錄。在早期的部署中，醫(yī)生對(duì)它的滿意度很高，患者對(duì)于聆聽對(duì)話并幫助醫(yī)生的機(jī)器也給予了良好的信任。
用AI對(duì)抗新型冠狀病毒
新型冠狀病毒疫情的爆發(fā)給世界各地的人們帶來嚴(yán)重影響，如何應(yīng)對(duì)疾病及其引發(fā)的社會(huì)問題和全球經(jīng)濟(jì)緊縮，給所有人都提出了挑戰(zhàn)。好消息是全球各地的組織機(jī)構(gòu)都已經(jīng)動(dòng)員起來，共同應(yīng)對(duì)這場危機(jī)，合作、共享和協(xié)作的精神令人鼓舞，這是歷史上前所未有的。在微軟，大家也致力于與各方合作伙伴攜手，共同應(yīng)對(duì)新冠疫情。
首先，微軟與醫(yī)療機(jī)構(gòu)深度合作，幫助他們面對(duì)數(shù)量激增的就診患者，重整運(yùn)作流程，提供足夠的傳染防控能力。
在西雅圖，Providence醫(yī)療系統(tǒng)接診了美國本土的第一位新冠肺炎患者，因此他們很早就不得不去應(yīng)對(duì)許多棘手的問題。微軟與他們合作的項(xiàng)目之一，是利用AI聊天機(jī)器人技術(shù)Microsoft Health Bot，開發(fā)了一臺(tái)名為Grace的機(jī)器人，她可以與居家患者進(jìn)行互動(dòng)，然后智能地為他們提供建議，讓他們繼續(xù)在家中休息，或者將患者移交給醫(yī)生或護(hù)士，進(jìn)行實(shí)時(shí)的健康咨詢，以進(jìn)一步核實(shí)情況。
接著，微軟還與疾病控制中心(CDC)合作，在CDC官方網(wǎng)站上面向全美用戶推出了這一機(jī)器人服務(wù)。此后，全球已有1,900多個(gè)網(wǎng)站部署了這種醫(yī)療機(jī)器人。迄今為止，已有3,900萬人使用機(jī)器人對(duì)自己的癥狀進(jìn)行評(píng)估。使用了該醫(yī)療機(jī)器人服務(wù)的多數(shù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)表示，其急診部、呼叫中心和遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)有關(guān)新冠肺炎的就診或問詢數(shù)量降低了至少30%。
與此同時(shí)，醫(yī)療機(jī)構(gòu)在疫情初期最大的挑戰(zhàn)在于接診能力及其利用率，醫(yī)院里需要有充足的床位和重癥監(jiān)護(hù)室、呼吸機(jī)和個(gè)人防護(hù)裝備。但醫(yī)院里的多個(gè)系統(tǒng)如何一起協(xié)作、整體調(diào)配，并更好地按需優(yōu)化處理能力?
在Power Platform上，微軟迅速部署了醫(yī)院應(yīng)急響應(yīng)平臺(tái)，可以讓醫(yī)院輕松跟蹤新冠肺炎患者接診能力和利用率，并在整個(gè)衛(wèi)生系統(tǒng)中共享。這個(gè)平臺(tái)還可以自動(dòng)向政府報(bào)告相關(guān)信息，用于公共衛(wèi)生報(bào)告匯總，然后利用Azure AI數(shù)據(jù)分析來預(yù)測未來需求?，F(xiàn)在美國和世界各地的數(shù)百家醫(yī)院正在使用這個(gè)易于部署的解決方案。
其次，遠(yuǎn)程醫(yī)療也是很好的輔助方式，微軟Teams正成為醫(yī)患對(duì)話的AI助手。
微軟致力于簡化新的遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)的創(chuàng)建過程，同時(shí)滿足醫(yī)療機(jī)構(gòu)及患者對(duì)于隱私性、安全性和合規(guī)性的所有要求。
如今，用于醫(yī)療用途的Microsoft Teams會(huì)議系統(tǒng)每天處理著數(shù)百萬次的遠(yuǎn)程醫(yī)療訪問，任何醫(yī)院或診所都可以輕松地使用Teams，創(chuàng)建新的電話問診服務(wù)。同時(shí)，越來越多的AI技術(shù)被集成到Teams中，用于自動(dòng)轉(zhuǎn)錄、智能搜索、圖像處理、語音交互等等，微軟Teams正成為醫(yī)患對(duì)話的AI助手。
再次，AI技術(shù)不僅可以用于提供醫(yī)療服務(wù)，推進(jìn)醫(yī)學(xué)研究和疾病治療，也是AI的沃土。
如前文所述，微軟與Adaptive Biotechnologies公司攜手，對(duì)新型冠狀病毒進(jìn)行深入的T細(xì)胞分析，并將所有數(shù)據(jù)公開發(fā)布在Immune Code數(shù)據(jù)庫中，以期促進(jìn)基于T細(xì)胞的新診斷方法、新藥物療法和新疫苗的研發(fā)工作。
微軟一直在無償提供云端的GPU計(jì)算能力，以及研究人員的專業(yè)知識(shí)，幫助如Immunity Bio 這樣的公司加快疫苗研發(fā)工作。值得一提的是，Immunity Bio 使用的計(jì)算能力是2002年第一次SARS爆發(fā)期間全球最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)的250倍以上。如今的云計(jì)算能力著實(shí)驚人。
最后，微軟還將AI醫(yī)療技術(shù)用于其他用途，例如血漿捐贈(zèng)、臨床試驗(yàn)、文檔閱讀等。
在疫苗研制成功之前，最有希望的治療方法之一是使用康復(fù)患者的血漿，可以是直接用康復(fù)患者的血漿進(jìn)行輸血治療，或是生產(chǎn)多克隆超免疫球蛋白類藥物。為了確保療法可靠，需要讓更多新冠肺炎的康復(fù)患者知道如何捐贈(zèng)血漿。為此，微軟使用了Health Bot的一個(gè)版本——Plasma Bot，幫助人們確定是否有資格捐贈(zèng)康復(fù)期血漿，并且了解在哪里以及如何進(jìn)行捐贈(zèng)。
同樣，微軟一直在測試部署另一種Health Bot，用來幫助患者和醫(yī)生找到可能對(duì)他們有幫助的最佳臨床試驗(yàn)方案以及需要患者參與的試驗(yàn)。這種Clinical Trials Bot使用了最先進(jìn)的文檔機(jī)器閱讀技術(shù)，可以自動(dòng)閱讀clinicaltrials.gov網(wǎng)站上對(duì)各項(xiàng)臨床試驗(yàn)進(jìn)行解釋的文檔，為Health Bot構(gòu)建了智能對(duì)話的能力。
此外，在幫助醫(yī)學(xué)研究人員更快地取得研究進(jìn)展方面，AI也可以有所幫助。由于每天僅僅發(fā)布在PubMed上的論文和摘要就有4,000多篇，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出任何人或團(tuán)隊(duì)的消化吸收能力。借助AI機(jī)器閱讀技術(shù)，微軟開發(fā)了Hanover技術(shù)，能夠閱讀所有論文，并制作全面的知識(shí)圖譜。這種知識(shí)圖譜可用于協(xié)助決策制定，例如它曾幫助緬因州的杰克遜實(shí)驗(yàn)室等癌癥中心進(jìn)行癌癥治療的決策。隨著新型冠狀病毒研究和臨床試驗(yàn)的爆炸式增長，專門針對(duì)新冠肺炎相關(guān)研究的Hanover最新版，將有著巨大的應(yīng)用潛力。
醫(yī)療數(shù)據(jù)的進(jìn)步，過去4個(gè)月超過以往4年
當(dāng)我們觀察AI在醫(yī)療和應(yīng)對(duì)新型冠狀病毒的過程中所發(fā)揮的作用時(shí)，可以看到數(shù)據(jù)的驚人重要性。確實(shí)，數(shù)據(jù)在醫(yī)療和新冠肺炎疫情應(yīng)對(duì)上，起到了至關(guān)重要的作用。當(dāng)下正是科技和醫(yī)療行業(yè)的關(guān)鍵時(shí)刻，如何管理共享醫(yī)療數(shù)據(jù)，正處于轉(zhuǎn)變的十字路口。這其中涉及政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、互操作性、隱私性、安全性等許多問題。
盡管大家都知道數(shù)據(jù)在AI解決方案中至關(guān)重要的作用，但也遇到了諸多挑戰(zhàn)。任何想在醫(yī)療行業(yè)嘗試使用機(jī)器學(xué)習(xí)或人工智能的技術(shù)研究者，都會(huì)在數(shù)據(jù)獲取上遭遇困難。不少醫(yī)療技術(shù)初創(chuàng)公司能夠提供非常出色的產(chǎn)品和服務(wù)，但由于缺乏數(shù)據(jù)，無法形成具有實(shí)際意義的功能。
表面上看，我們淹沒在數(shù)字的海洋里。但是，它們幾乎總是處于格式不兼容的孤島中，同時(shí)又被鎖在規(guī)則復(fù)雜的迷宮里。塞繆爾·泰勒·科爾里奇(Samuel Taylor Coleridge)于1798年寫過一首古詩《古舟子詠》(Rime of the Ancient Mariner)，詩中描述主人公被困在茫茫大海中，沒有風(fēng)，船隨波逐浪，“到處都是水，卻無一滴可飲”(“water, water, everywhere, nor any drop to drink”)。
不過有跡象表明，當(dāng)下的新冠肺炎疫情讓很多事情發(fā)生了變化。從某種意義上說，過去4個(gè)月的進(jìn)步甚至超過了過去4年。如果你的工作涉及醫(yī)療數(shù)據(jù)，你需要了解“FHIR”即“快速醫(yī)療互操作性資源”是什么。這是一個(gè)新的全球數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是以一致、便于實(shí)施和嚴(yán)格的方式簡化數(shù)據(jù)操作和維護(hù)數(shù)據(jù)完整性，以在醫(yī)療應(yīng)用和醫(yī)療組織之間交換數(shù)據(jù)。
FHIR涉獵范圍廣泛，涵蓋了為人類和動(dòng)物提供服務(wù)的各種診所、臨床護(hù)理、公共衛(wèi)生、臨床試驗(yàn)、行政管理和財(cái)務(wù)部門。這套數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)旨在供全球范圍內(nèi)各種體系結(jié)構(gòu)和場景中使用。作為完全現(xiàn)代化且可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)HIR有能力讓AI系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)擴(kuò)展，因?yàn)榧词鼓壳爸荒茉诮o定的醫(yī)療系統(tǒng)中使用FHIR，最終目標(biāo)仍然是所有AI。
為了確保為將來的醫(yī)療發(fā)展奠定基礎(chǔ)，可以為機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供不偏向特定地理位置的數(shù)據(jù)，無論是患者數(shù)據(jù)庫、遺傳基因庫，還是治療方法，都需要一個(gè)具有全球擴(kuò)展?jié)摿Φ南到y(tǒng)，而FHIR正是為此而設(shè)計(jì)。您可以暢想一下未來的醫(yī)療服務(wù)，運(yùn)用FHIR找到一種敏捷的方式，讓各地區(qū)之間可以開始交換數(shù)據(jù)，同時(shí)滿足人們的各種安全和隱私需求。
能夠在新冠肺炎疫情下做到這一點(diǎn)極其重要。正如我們所吸取的最大的教訓(xùn)，保障公共健康和應(yīng)對(duì)公共衛(wèi)生危機(jī)離不開數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的交換共享。為此，微軟通過云計(jì)算平臺(tái) Azure 提供了世界上第一個(gè)基于云的FHIR服務(wù)。基于Azure的FHIR服務(wù)器可作為開源產(chǎn)品使用，而為FHIR設(shè)計(jì)的API則可作為完全托管的“平臺(tái)即服務(wù)”來提供。
微軟在此基礎(chǔ)上啟用了眾多托管服務(wù)，通過在云上無縫管理受保護(hù)的醫(yī)療信息為客戶賦能，無論這些數(shù)據(jù)是來自遠(yuǎn)程連接的設(shè)備、電子病歷系統(tǒng)，或是任何其他來源。在現(xiàn)代化醫(yī)療數(shù)據(jù)互操作性基礎(chǔ)上，還將Teams、Dynamics、Power Platform、Azure 和 Azure AI 中的各種功能整合到“微軟醫(yī)療云”這一產(chǎn)品中。除了云服務(wù)，微軟也將繼續(xù)與世界各地的政府合作，甚至與最激烈的競爭對(duì)手合作，來確保共同營造一個(gè)更加以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的未來。
可以說，這是技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)的巨大轉(zhuǎn)變，因?yàn)槿绱舜笠?guī)模的遷移上云，在歷史上或許只會(huì)發(fā)生一次。業(yè)界伙伴需要共同努力，在做出了這一轉(zhuǎn)變之后，未來才可能有更好的醫(yī)療服務(wù)和公共衛(wèi)生體系。今天的努力是為了促進(jìn)公共衛(wèi)生、醫(yī)療服務(wù)供給和科學(xué)研究的共同進(jìn)步，今天的每一個(gè)選擇，都對(duì)未來影響重大。
因此，我們需要所有人共同努力應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，這樣才能從眼前的危機(jī)中恢復(fù)，并且防患于未然，最終建立一個(gè)更美好、更安全的世界。
（轉(zhuǎn)載）
