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| 本文作者： 金紅 | 2015-01-13 20:31 |
雷鋒網按：本文來自動脈網，本文通過講述人工智能系統沃森的歷程，從而探討醫療行業人工智能的發展及影響。
沃森是自2007年開始，由IBM公司的首席研究員David Ferrucci所領導的DeepQA計劃小組開發的人工智能系統，它是20多名IBM的研究員四年心血的結晶，并以IBM創始人托馬斯?J?沃森的姓命名。因為科學家們的努力，沃森擁有了理解自然語言和精確回答問題的能力。
2011年，沃森在美國一檔老牌綜藝節目“危機邊緣”里打敗了最高獎金得主布拉德·魯特爾和連勝紀錄保持者肯·詹寧斯，從此進入人們的視野。
根據IBM的資料顯示，沃森的硬件方面是由90臺IBM Power 750服務器組成的集群服務器，這里面共計有2880顆Power7處理器，以及16TB內存組成。軟件方面，沃森是由Java和C++寫成，并且采用Apache Hadoop框架做分布式計算，還有Apache UIMA (Unstructured Information Management Architecture) 框架、 IBM DeepQA軟件和SUSE Linux Enterprise Server 11 操作系統。
沃森竟然可以在比賽中打敗人類，它是如何做到這么聰明的呢？沃森儲存了數百萬的文檔資料，包括字典、百科全書、新聞、文學以及其他可以建立知識庫的參考材料。沃森的硬件配置可以使它每秒處理500GB的數據，相當于1秒閱讀100萬本書。
據IBM中國研究院的張雷博士的介紹，沃森在拿到一個問題后，會進行一系列的計算，包括語法語義分析、對各個知識庫進行搜索、提取備選答案、對備選答案證據的搜尋、對證據強度的計算和綜合等等。沃森的主要技術原理是通過搜尋很多知識源，從多角度運用非常多的小算法，對各種可能的答案進行綜合判斷和學習。其中的一個關鍵步驟就是評價備選答案的可靠性，從關鍵字、地理位置、類型等多個維度對答案的可靠性進行檢測和量化的評價。
2011年，IBM公司說，鑒于“沃森”聽得懂人類語言，可以通過詢問病人的病征、病史，通過使用人工智能技術、對自然語言的處理和分析技術，憑借從各個渠道搜集到的信息和數據，迅速給出診斷提示和治療意見。此后，美聯社的記者親自體會了機器人醫生沃森如何為病人診斷，研發人員向“沃森”逐一提供一名虛擬眼疾患者的情況，視力模糊、有關節炎家族病史、住在康涅狄格州、懷有身孕……“沃森”提出了不同診斷結果，包括葡萄膜炎、白塞氏病、萊姆關節炎等。據測算，沃森的診斷準確率達到73%。
2011年，美國保健服務提供商Wellpoint公司與IBM簽署了一項協議，這是沃森獲得的第一份工作。沃森的主要任務是幫助Wellpoint負責復雜病例的護士完成工作，同時審查醫療服務提供者的醫療請求。以及后期在腫瘤臨床試驗中的應用。Wellpoint 總裁也提到，在未來，沃森也許還可以獲取病人病歷及其他方面的信息，然后綜合反饋給醫生，以提高醫生的診斷速度。
2014年，德州大學安德森癌癥中心與IBM合作打造“登月項目”，該項目通過采用IBM沃森技術來消除癌癥。安德森癌癥中心是美國排名第一且被全球公認的最好的腫瘤醫院，該中心的腫瘤學專家顧問(Oncology Expert Advisor)由沃森認知計算系統驅動，旨在整合安德森癌癥中心的臨床醫生和研究人員的知識。這個OEA系統將幫助臨床醫生制定、觀察和調整癌癥患者的治療方案。IBM沃森技術還將簡化和標準化患者的病歷、實驗室數據和研究數據的收集、整合上提供幫助，使得搜集到數據整合到安德森癌癥中心集中的病人數據庫，然后進行鏈接可以被高級分析技術進行深度分析。
除了安德森癌癥中心外，梅奧診所(Mayo Clinic)也在通過IBM沃森進行概念試驗，以更快速、高效地給患者提供合適的臨床試驗。在任何給定的時間里，梅奧診所都能夠進行超過8000項人體研究試驗。但由于沒有足夠的人參與報名使得很多的臨床試驗都無法完成，不管是在梅奧診所還是在其它地方都如此。IBM和梅奧診所正擴大沃森的知識語料庫，納入梅奧診所及ClinicalTrials.gov等公用數據庫，同時訓練該知識庫分析病人記錄和臨床試驗條件提供合適的匹配。
泰國康民國際醫院采用IBM沃森認知計算在曼谷研究中心提高癌癥治療質量，并在16個國家的機構進行病例評估。醫院承諾未來5年將使用與凱特林癌癥中心(MSK)共同開發的Watson for Oncology技術。該系統將有助醫生利用醫療證據、學術研究、MSK廣泛的臨床技術以及每名患者的記錄給癌癥人制定有效的治療方案。
此外，紐約斯隆-凱特林醫院、克利夫蘭診所也和沃森有著業務合作。
企業方面，Johnson & Johnson通過提供IBM沃森閱讀和理解詳述臨床試驗結果的科研論文，利用獲取結果制定和評估藥物治療方案及其它的治療方式。借助這種知識，Watson Discovery Advisor可以幫助科學家鑒定對于藥物樣本是否有任何不良的基因檔案。相之前比較研究，需要3個人進行平均花10個月來收集準備數據，才能夠開始進行分析。Johnson & Johnson團隊希望能夠通過沃森直接從醫學文獻快速地綜合有用信息，可以開始直接詢問數據方面的問題。
據動脈網創業圈圈友Gamp透露，IBM美國本月剛剛重組，公司劃分為7大部門，其中之一為醫療部門，該部門就是以沃森為核心。
其實早在沃森之前，有關醫療機構就在開發相關的“電腦醫生”的項目。
上世紀70年代，美國匹茲堡大學的研究人員開發了用于診斷普內科復雜病癥的軟件“快捷醫療參考”，這款醫療診斷專家系統收集了4300種臨床表征，能夠診斷超過600種疾病，經過系統程序運算，提高快速診斷的可能性。
1972年，美國斯坦福大學開始研制MYCIN系統，74年基本完成并投入應用。MYCIN是許多抗生素藥名的后綴，因此這是一個幫助醫生診斷住院的血液感染患者、并選用抗菌素類藥物治療的專家系統，至今仍頗具代表性。
80年代，美國麻省總醫院開始開發和完善DxPlan項目。DxPlan所涵蓋的知識領域包括內科各專科的多數疾病及臨床表征，主要以IBM的個人電腦為程序開發工具。使用者可向電腦咨詢下一步應作何種檢驗及測試，以最少的花費得到最多的信息。
2010年秋，“伊莎貝爾保健系統”在美國佛羅里達州的奧蘭多保健醫院聯網使用，為醫生提供可靠的診斷和治療建議，一些經驗較少、臨床實踐不多的醫生能從該系統獲得更多幫助。不過，伊莎貝爾只能通過與多功能醫院保健系統聯網才能使用，使用速度較慢，價格也頗為昂貴。
到2013年，電腦醫生沃森登上醫療舞臺，它既是癌癥診斷專家，又是醫療服務利用情況管理的專業人士。從此，計算機輔助診斷翻開新的一頁，正式邁入“沃森時代”。
根據市場研究公司Insight Research的數據，未來6年內，美國衛生保健行業將會在信息產業投入690億美元。有消息稱，英特爾和思愛普已經開始與加州大學伯克利分校的研究人員合作，開發具有競爭力的醫用超級計算機。
沃森作為電腦醫生，有著與生俱來的優點—它的知識儲藏遠遠超過人類且永遠不會遺忘、診斷準確率高且可以一直出診不用休息，雖然這看起來很振奮人心，但是不免出現各種質疑的聲音。《紐約時報》作家、斯坦福醫生亞伯拉罕-維蓋瑟說：“沃森也許可能成為我們身邊一個聰明的伙伴，但是我從病人以及親戚朋友那里聽到的不是缺乏技術，恰恰相反是技術泛濫。” 沃森項目組的馬蒂-科恩認為，沃森只是一個輔助工具，如果醫生不愿意改變，那么沃森也是無法改變醫療行業的。他說：“有些技術確實改變了醫療，它們提供了從前沒有的治療方法，但是IT不是這樣，我覺得IT只是推動者。”克勞斯-彼得·阿德拉森是維也納醫科大學一名計算機科學家，同時也是《人工智能醫學》雜志的總編。在他看來，類似沃森的電腦醫生，究其本質而言，其實就是一個搜索引擎，可以回答用自然語言提出的各種問題。隨著時間的推移，電腦雖然也會總結自己的錯誤，但它們從醫學文獻和案例研究中獲得的知識很空很泛，對醫務人員來說，這些知識在臨床環境中不一定非常具有價值。
行醫遠遠不是處理數據這么簡單，病人和家屬的情緒撫慰，在實踐中把握細微差別、學習掌握不確定性，無論哪一點，都離不開人類醫生。最廣博的醫學數據和最頂尖的處理能力，都無法教會一臺電腦如何像人類醫生那樣愛護病人。
沃森不是萬能的，雖然它現在已經名聲在外，但是它畢竟只是一個醫生助理的角色，電腦醫生的設想還需要走很長的路。或許今后，人機協作才是發展的最終方向。
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