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互联网+智慧医疗 从治病到治“未病”
作者:邬贺铨 发表时间:2019年05月09日

  

  

  

  我们已经身处一个计算无处不在的世界,软件定义一切、网络包容万物、随手连接科技、宽带永无止境。我们也处在一个智慧点亮未来,服务以人为本,精准医疗已经开启的时代。

 

  智慧医疗即互联网+医疗,其支撑技术包括云计算、移动互联网、大数据、人工智能等,包括医院信息系统和临床信息系统。

  以芯片为例。目前华为手机的芯片麒麟980已经集成了69亿个晶体管,搭载了全球首款双核NPU,实现了业界最高端的AI算力,识别500张图象仅用6秒。很多生物芯片的成本非常低,很适合作为医疗上的应用。

  云计算在医疗上也有很好的应用。医疗领域在底层有云平台,技术层为混合云架构,业务层有医药流通、云医院、影像云、分级诊疗医疗平台等。其数据层也不一样,包括病历数据、影像数据、有效数据等。

  如杭州邵逸夫医院用阿里云为患者解决了跨地域转诊问题,小型医院只需支付少量的费用购买医院的云医疗服务,便可共享全球最尖端的医疗资源。华大基因则利用云计算技术和广州超算中心30%资源,开展了百万基因组研究。

  如今中医也可以上“云”,一个悬壶台智能化辩证论治云平台可将1441条证型、1528条药物禁忌、数千条处方形成了云化解决方案。

  1G以频分多址,2G是时分多址,3G是码分多址,4G实际仍在运用中,为正交频分多址,5G则可以接连互联网、智慧城市、智慧医疗。此外还有三大应用场景,增强移动宽带、超可靠低时延、广覆盖大链接。预计到2035年,5G将增加全球产出4.6%,即12.3万亿美元,其中为全球医疗领域提供超过1万亿美元的产品和服务。

  5G在很多方面与4G相比,有着几十倍甚至上百倍的提升。尤其可通过多纤线的技术、密集组网等方式做高可靠99.999%和低时延的作用。5G云网体系不仅可集中到云端,还可以提升云的能力。5G支持传感器业务、宽带业务与低时延,也支持高速的高铁,其实这之间业务的差别很大。通过逻辑上的应用组织网络资源,适应不同业务的需要,这种方式特别适合医疗数据的传输。医疗数据有许多小数据,可以通过路由器与IP包的方式交换;医疗数据的大数据可以在以太网中心召唤,在5G里通过不同形式的节点,来支撑需要的小数据、大数据、大宽带。

  终端方面,目前手机终端已经有非常多的功能。美国有一个医疗APP可以下载在手机上,往身上一扫,什么病都可以扫出来。如今要对药品进行溯源,用手机扫描药品的二维码就可以找到。还有一些药品说明书是英文的,如果看不懂怎么办?只要在手机上下载一个翻译软件,就可以直接翻译成中文。如果是书写字体非常小的中文药品说明,也可通过手机来帮助我们查看。智能手机可以测量血压甚至心电图,美国FDA已经批准这一应用。美国的佐治亚理工学院还开发了一款名为Itrne的手机程序,通过手机配置可以发现使用者是否患有帕金森症。

  有一种智能药丸只有米粒大小,可以监控我们的心率、体温。墨尔本学院还开发了一款智能药丸,其纳米材料的膜能阻止胃酸液腐蚀,但可让肠道气体渗透进传感器,即便被消化后也是安全的。荷兰开发了一种能治疗克罗恩氏病或者结肠癌的消化道疾病智能药丸,一旦被咽下,它就能通过测量酸度确定患病位置,然后在最需要的地方准确释放药物。

  有一些患上渐冻症的病人,除了眼睛能动别的地方都不能动。渐冻病人坐在安装了眼动仪的电脑面前,通过眼睛的操作不仅可以上网还能控制家用电器。而通过RFID智能隐形眼镜和戴在患病颈部的小接受器,可以记录患者一天的眼压变化。

  目前,谷歌正在开发一种嵌入传感器的隐形眼镜,内置上万个卫星晶体管和细如发丝的天线,可以从泪液中检测血糖。出血扫描板则可以快速诊断出血性脑卒中,准确率高达92%,能为患者赢得宝贵的治疗时间。微软HOLOLENS全息眼镜和一些远程轨迹还可以提供一个全息图象,为远程医疗提供很多帮助。

  此外,AR、VR在医疗的一些领域也有很好的应用,包括医学手术怎么做、骨骼上怎么打钉子等等。外科医生通常需要工作十年才能够上手术台执刀,而现在通过AR、VR可以加速这一时间。

  机器人手术的好处是准确度高、伤口小、侵入性小,术后恢复比较快。现在机器人可以自主学习,只要它跟随外科医生就能知道手术怎么做。机器人手术由三部分组成,即外科医生控制系统、床旁机械臂系统、三维视频成像。威海市中心医院已经通过AR+3D顺利完成了一例手术。

  3D打印可以用在医疗上,比如可以打印假牙模型。不仅如此,还可以应用在外部假肢、颅骨、整形外科植入等,以及用于气道狭窄疾病的定制期道支架、复杂的心脏手术、全脸移植手术。另外3D打印还可以打印药片,尤其适合治疗吞咽困难的患者。

  现在已经可以通过互联网优化城市的交通,保障救护车生命通道的快速,可以在挡风玻璃上找到最好的交通路线。通过京东收集城市中120急救车GPS轨迹的时空分布,可以优化救护车站点位置,将救护车接送病人的时间减少30%。杭州萧山基于阿里的城市大脑,利用收集的摄像头大数据,优化红灯绿控制策略,使得120急救车时间节省了50%。

  人工智能在医疗中的应用,则可以体现在医学研究、虚拟助理、医学影像、辅助诊疗、智慧医疗、院前管理、药物挖掘等方面。

  以智能导诊为例。病人到医院看病,他知道自己什么地方不舒服但不知道应该挂哪个科的号,这时机器人就帮助他进行智能导诊。另外,通过人工智能的算法开发控制Atomwise的药物,只要一天的时间就成功了。很多糖尿病人的症状也都不一样,需要更多个性化的治疗与人工智能的分析。

  众所周知,IBM的Watson已经可以在17秒内阅读3469本医学专著、248000篇论文、69种治疗方案、61540次试验数据、106000份临床报告。2012年Watson已经通过了美国职业医师资格考试,并部署在美国多家医院提供辅助诊疗的服务,目前,Watson已经有着2万例实际的案例训练,Watson对推荐的每个治疗背后都有实证和病例的支持。

  美国的一家企业Enlitic基于深度学习开发的系统,诊断出过去无法诊断出的7%的癌症,而且不会受疲劳等情绪的干预。以色列贝斯BIDMC与哈佛医学院合作研发的人工智能系统,对乳腺癌病理图片中癌细胞的识别准确率能达到92%。美国斯坦福大学开发了一种深度学习算法,可实现对皮肤癌的自动分型,经测试,该人工智能系统与21位专业临床医生的表现相当。

  今年进入冬季后,北京已经出现几次大气污染过程,PM2.5浓度上升,肺病的发病率也随之上升。如果病人到医院做CP,医生可能需要看上千张照片,而利用人工智能技术可以还原成一个肺,再看整体肺的照片即可,可以很好地帮助诊疗。我国的腾讯觅影是一款AI医学影像产品,可检小于3毫米微小肺结节,准确率超过95%。

  美国政府开放了一些癌症患者的数据,一个高中生通过获得760万个乳腺癌患者的数据并设计了定位活检乳腺癌细胞的算法,位置准确率高达96%。

  医疗网络安全包括医疗网络本身的安全、医疗数据安全以及医疗决策安全。对黑客而言,医疗数据的价值很大,所以医疗领域成为被攻击的网站之首,现在全球医疗保健的平均成本为300多美元,平均泄露一次会给医院造成350万美元的损失。

  现在不少医院的网络是内部网络,隔离了不少攻击。但外网即便是很多文件删掉了,实际上也有木马,U盘的使用会使隔离的内网被轻易突破。美国41%的医疗机构没有对数据加密,47%的医疗机构没有足够的信息安全专家。所以目前美国医院现在每个床位都有10~15个联网设备,医疗安全问题成为了重要挑战。

  现在很多年轻妈妈都在购买国外的奶粉,怎么知道买来的奶粉是不是真的产自国外?以阿里为例,他们在所有环节、每个步骤都有区块链,记录包括时间标签在内的信息,通过手机扫描就可以发现。

  以大数据、智能化、移动互联网、物联网和云计算为代表的新一代信息技术是互联网发展新阶段的主要特征,医疗是信息技术可以发挥重要作用的领域。要正确认识互联网+智慧医疗,本身没有改变医疗的本质,但可以使医疗更好地以患者为中心。医院还是以医生为核心,信息化只是辅助手段有助于精准医疗。

  互联网+智慧医疗不是单纯医疗行业传统的面对面,改为互联网的线上到线下,而是可以从治病到治“未病”。互联网+智慧医疗不仅带动医疗技术的提升,也将推动医院管理的改革,该领域目前还处于起步阶段,前景很好但任重道远。(周婕整理)

   

  个人名片

    邬贺铨,男,汉族,中共党员,1943年1月出生于广东省广州市,原籍广东省番禺县,中国工程院院士,IEEE高级会员,光纤传送网与宽带信息网专家,近十多年来从事3G/4G/5G国家研发项目的技术管理工作和下一代互联网等项目的组织工作,牵头多项国家重大工程科技咨询研究项目。曾任中国工程院副院长,电信科学技术研究院副院长兼总工程师,大唐电信集团副总裁。现任国家标准化专家委员会主任、京津冀协同发展专家咨询委员会副组长、国家信息化专家咨询委员会副主任、中国互联网协会理事长、国家互联网+专家咨询委员会主任、中国下一代互联网示范工程专家委员会主任、国家新一代宽带无线移动通信网科技重大专项总师、国家物联网专家组组长。

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