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  • 推廣 熱搜: 區(qū)域  脈動真空滅菌器  醫(yī)院信息系統(tǒng)  醫(yī)院信息化  醫(yī)院  招標  標識  CA認證  導(dǎo)視  標志 

    AI賦能醫(yī)療器械 5G支持應(yīng)用創(chuàng)新智能化醫(yī)療軟件發(fā)展趨勢分析

       日期:2019-09-10     瀏覽:178    
    核心提示:發(fā)布日期:2019-09-10    當前,以人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、5G

    發(fā)布日期:2019-09-10

       當前,以人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、5G網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等為代表的新一代信息技術(shù)迅猛發(fā)展,并與醫(yī)療器械行業(yè)加速融合??纱┐鹘】当O(jiān)測設(shè)備、人工智能輔助診斷系統(tǒng)等智能化醫(yī)療器械加速普及應(yīng)用,改變傳統(tǒng)疾病預(yù)防、檢測、治療模式,為提高健康服務(wù)質(zhì)量提供新手段。

       傳統(tǒng)醫(yī)療軟件主要依托于醫(yī)療器械存在,新技術(shù)發(fā)展為醫(yī)療軟件賦予了新的技術(shù),形成了新的產(chǎn)業(yè)體系。終端方面,智能化終端涌現(xiàn)出智能健康穿戴式設(shè)備、AR/VR設(shè)備、手術(shù)機器人等多種產(chǎn)品形態(tài),通過采用感知、識別、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)生理信號的持續(xù)、全面、快速采集,為智能化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供鏈接新基礎(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)方面,隨著5G的商用,網(wǎng)絡(luò)層為智能化醫(yī)療器械的發(fā)展提供實時高速、可靠性高、低時延的信息傳輸。平臺方面,通過人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的應(yīng)用,主要實現(xiàn)信息的存儲、運算和分析,將散亂無序的信息進行分析處理,為前端應(yīng)用輸出有價值的信息。應(yīng)用方面,能夠?qū)崿F(xiàn)成熟、多樣化、人性化的信息應(yīng)用,特別是基于5G的無線醫(yī)療監(jiān)測與護理應(yīng)用、醫(yī)療診斷與指導(dǎo)應(yīng)用、遠程操控應(yīng)用等(見圖1)。

       人工智能獲得初步應(yīng)用

       隨著數(shù)據(jù)資源、計算能力、算法模型等基礎(chǔ)條件的日臻成熟,人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用取得快速發(fā)展。人工智能與醫(yī)療的結(jié)合方式較多,就醫(yī)流程方面包括診前、診中、診后;適用對象方面包括醫(yī)院、醫(yī)生、患者、藥企、檢驗機構(gòu)等;從賦能醫(yī)療行業(yè)的角度分析,包括降低醫(yī)療成本,提高診斷效率等。我國醫(yī)療人工智能企業(yè)聚焦的應(yīng)用場景集中在醫(yī)學(xué)影像輔助診斷、醫(yī)學(xué)智能虛擬助手、疾病篩查與預(yù)測、智能臨床決策支持、輔助藥物研發(fā)和醫(yī)用機器人等領(lǐng)域。

       其中,醫(yī)學(xué)影像輔助診斷主要指通過計算機視覺技術(shù)對醫(yī)療影像進行快速讀片和智能診斷。通過大量學(xué)習(xí),醫(yī)學(xué)影像、人工智能輔助診斷產(chǎn)品可以輔助醫(yī)生進行病灶區(qū)域定位,有效減少漏診、誤診問題。目前,人工智能技術(shù)與醫(yī)學(xué)影像相結(jié)合的應(yīng)用包括肺癌檢查、糖網(wǎng)眼底檢查、食管癌檢查以及部分疾病的核醫(yī)學(xué)檢查和病理檢查等。

       醫(yī)學(xué)智能虛擬助手是指通過語音識別、自然語言處理等技術(shù),將患者的病癥描述與標準的醫(yī)學(xué)指南作對比,為用戶提供醫(yī)療咨詢、自診、導(dǎo)診等服務(wù)的信息系統(tǒng)。智能問診是虛擬助理廣泛應(yīng)用的場景之一。智能問診是指機器通過語義識別與用戶進行溝通,聽懂用戶對癥狀的描述,再根據(jù)醫(yī)療信息數(shù)據(jù)庫進行對比和深度學(xué)習(xí),為患者提供診療建議,包括用戶可能患有的健康隱患、應(yīng)當在醫(yī)院進行復(fù)診的門診科目等。

       疾病篩查與預(yù)測主要指通過基因測序與檢測,提前預(yù)測疾病發(fā)生的風(fēng)險。基因測序是一種新型基因檢測技術(shù),通過分析測定基因序列,可用于臨床的遺傳病診斷、產(chǎn)前篩查、罹患腫瘤預(yù)測與治療等領(lǐng)域。

       人工智能利用機器學(xué)習(xí)和自然語言處理技術(shù)可以自動抓取來源于異構(gòu)系統(tǒng)的病歷與文獻數(shù)據(jù),并形成結(jié)構(gòu)化的醫(yī)療數(shù)據(jù)庫。大數(shù)醫(yī)達、惠每醫(yī)療、森億智能等企業(yè)正是基于自己構(gòu)建的知識圖譜,形成智能臨床決策支持產(chǎn)品,為醫(yī)生的診斷提供輔助,包括病情評估、診療建議、藥物禁忌等。

       輔助藥物研發(fā)指利用人工智能開發(fā)虛擬篩選技術(shù),發(fā)現(xiàn)靶點、篩選藥物,以取代或增強傳統(tǒng)的高通量篩選(HTS)過程,提高潛在藥物的篩選速度和成功率,改善傳統(tǒng)藥物研發(fā)需要的模擬量大、測試周期長、成本高等問題。通過深度學(xué)習(xí)和自然語言處理技術(shù)可以理解和分析醫(yī)學(xué)文獻、論文、專利、基因組數(shù)據(jù)中的信息,從中找出相應(yīng)的候選藥物,并篩選出針對特定疾病的有效化合物,從而大幅縮減研發(fā)時間與成本。

       智能手術(shù)機器人是一種計算機輔助的新型的人機外科手術(shù)平臺,主要利用空間導(dǎo)航控制技術(shù),將醫(yī)學(xué)影像處理輔助診斷系統(tǒng)、機器人以及外科醫(yī)師進行了有效的結(jié)合。手術(shù)機器人不同于傳統(tǒng)的手術(shù)概念,外科醫(yī)生可以遠離手術(shù)臺操縱機器進行手術(shù),是世界微創(chuàng)外科領(lǐng)域一項革命性的突破。

       不過,由于上市審評周期較長、高質(zhì)量標注數(shù)據(jù)集缺乏等原因,國內(nèi)人工智能醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)化尚需時間。

       系統(tǒng)架構(gòu)向云服務(wù)遷移

       隨著新型智能系統(tǒng)的不斷涌現(xiàn),臨床、科研需求的飆升,醫(yī)療數(shù)據(jù)呈幾何速度膨脹,醫(yī)院傳統(tǒng)的醫(yī)療衛(wèi)生信息系統(tǒng)的軟硬件配置無法滿足需求。通過實施醫(yī)療云,將傳統(tǒng)醫(yī)療信息化的建設(shè)、運維、災(zāi)備等轉(zhuǎn)化為按需付費、集中運維和集中管理的模式,除了能夠應(yīng)對海量數(shù)據(jù)增長,還能夠有效降低醫(yī)院IT運營成本,并為醫(yī)院內(nèi)部甚至醫(yī)院和醫(yī)院、醫(yī)院和公共衛(wèi)生系統(tǒng)、醫(yī)院和前端的個人健康產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)互通提供了可能性。我國醫(yī)療云主要通過以下三種模式實現(xiàn)應(yīng)用。

       一是醫(yī)療私有云,以醫(yī)院為單位,利用虛擬化、云計算技術(shù)將醫(yī)院內(nèi)部資源、數(shù)據(jù)和信息等通過云平臺進行統(tǒng)一管理,實現(xiàn)院內(nèi)信息系統(tǒng)互聯(lián)互通。私有云由于其安全可控性,主要用于域內(nèi)患者數(shù)據(jù)存儲和核心敏感業(yè)務(wù)系統(tǒng)的部署等。

           二是混合云,將醫(yī)院核心數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng)部署在內(nèi)部私有云,保障數(shù)據(jù)安全,同時將非核心數(shù)據(jù)部署在公有云上,在一定程度上降低管理成本。如復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院的日門診量達1.3萬人,住院床位達2000個,每天新增影像數(shù)據(jù)70G。若自行購買IT基礎(chǔ)設(shè)施,無論是空間占用還是費用支出都讓醫(yī)院無法支撐。因此,華山醫(yī)院基于阿里巴巴、微軟和亞馬遜的公有云平臺,創(chuàng)建了一套混合云存儲系統(tǒng),將數(shù)據(jù)備份、科研方面的高性能計算以及患者APP等業(yè)務(wù)部署在公有云上,從而有效緩解成本、運營、安全等方面的壓力,同時引入私有云,實現(xiàn)院內(nèi)核心信息系統(tǒng)和敏感數(shù)據(jù)的統(tǒng)一部署和存儲。

           三是區(qū)域云,一般由地方衛(wèi)生健康主管部門牽頭建設(shè),將基層各級醫(yī)院遠程醫(yī)療、移動醫(yī)療等相關(guān)信息系統(tǒng)部署在區(qū)域醫(yī)療云端,進行互聯(lián)互通。如嘉興市第一醫(yī)院部署了中國電信的天翼影像云平臺,支持數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示、影像重建、影像分析等一系列應(yīng)用,醫(yī)生和患者可以實時查看、跟進檢查結(jié)果,同時同一醫(yī)聯(lián)體內(nèi)分級轉(zhuǎn)診的就醫(yī)者不用重復(fù)進行影像檢查。

       為進一步推動醫(yī)療云計算產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展,增強醫(yī)療機構(gòu)用戶上云信心,創(chuàng)新醫(yī)療云服務(wù)信任模式,互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟于2016年開始構(gòu)建醫(yī)療云計算評測體系并開展醫(yī)療云可信選型評估工作。從醫(yī)療云可信選型評估結(jié)果來看,云計算已經(jīng)在醫(yī)療行業(yè)得到廣泛應(yīng)用,其中影像云產(chǎn)品占比最高。

       5G促進醫(yī)療應(yīng)用創(chuàng)新

       第五代移動通信(5G)以全新的移動通信系統(tǒng)架構(gòu),提供至少十倍于4G的峰值速率、毫秒級的傳輸時延和千億級的連接能力,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)性能的躍升。隨著我國正式啟動5G商用,5G將進一步創(chuàng)新醫(yī)療健康領(lǐng)域的智能化服務(wù)和應(yīng)用,根據(jù)5G的三大技術(shù)特征,主要有以下幾個應(yīng)用場景(見圖2)。

       5G支持連接數(shù)密度可達106 萬/km ,終端具備更低功耗、更低成本的特點,真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)??捎糜诨卺t(yī)療設(shè)備數(shù)據(jù)無線采集的醫(yī)療監(jiān)測與護理類應(yīng)用,如無線監(jiān)護、無線輸液、移動護理和患者實時位置采集與監(jiān)測等。

       5G具備超大帶寬和超高速率,用于連續(xù)廣域覆蓋和熱點高容量場景。廣覆蓋場景下實現(xiàn)用戶體驗速率100 Mbps、移動性 500 Km/h,可面向基于視頻與圖像交互的醫(yī)療診斷與指導(dǎo)類應(yīng)用,如實時調(diào)閱患者影像診斷信息的移動查房、采用醫(yī)療服務(wù)機器人的遠程查房、遠程實時會診、應(yīng)急救援指導(dǎo)、無線手術(shù)示教和無線專科診斷等應(yīng)用場景。

       5G支持單向空口時延最低1ms級別、高速移動場景下可靠性 99.999%的連接,可面向基于視頻與觸覺力反饋的遠程操控類應(yīng)用,如遠程機器人超聲檢查、遠程機器人內(nèi)窺鏡檢查和遠程機器人手術(shù)等應(yīng)用場景。

    (作者單位:中國信息通信研究院)

    來源:中國醫(yī)藥報

     
     
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