全球人口老齡化，對消費(fèi)者基因檢測和其他技術(shù)進(jìn)步的認(rèn)識增強(qiáng)，這些將促使遺傳學(xué)檢測市場到2024年規(guī)模達(dá)到103億美元。
人工智能是推動(dòng)遺傳測試發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ?。人工智能和基因組學(xué)數(shù)據(jù)的結(jié)合，有助于推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，了解我們的身體為什么會對不同的藥物、病毒和環(huán)境做出反應(yīng)。了解這些將有助于改變對患者的診斷和治療方式。據(jù)分析公司Frost＆Sullivan預(yù)測，到2021年的未來三年內(nèi)，人工智能系統(tǒng)將在醫(yī)療保健行業(yè)創(chuàng)造6．7億美元的價(jià)值。
醫(yī)療行業(yè)可能是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)收益最具潛力的領(lǐng)域之一。然而，這不僅僅是因?yàn)槿斯ぶ悄?，還因?yàn)獒t(yī)療數(shù)據(jù)存在整體混亂的問題?；颊邤?shù)據(jù)的存儲方式仍然是碎片化的，大部分?jǐn)?shù)據(jù)仍以紙質(zhì)形式保存。因此，即使在各種人工智能方法激增之前，數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)處理以支持更好的醫(yī)療保健方式，這些仍然有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
Blueprint Genetics是一家位于芬蘭和舊金山的基因檢測公司，迄今擁有100多名員工，從芬蘭、德國、瑞士和舊金山的風(fēng)險(xiǎn)投資公司那里累積獲得19億美元的股權(quán)。
Blueprint Genetics公司首席執(zhí)行官Tommi Lehtonen表示：“我們正在構(gòu)建一個(gè)非常復(fù)雜的軟件平臺，解決三種不同的艾滋病問題，通過完全透明和可追溯的分析方法，提供可擴(kuò)展和高質(zhì)量的基因檢測，換句話說，我們正在從DNA檢測中去除那些不可靠的、難以追蹤的基因檢測結(jié)果?！?/p>
Lehtonen認(rèn)為，監(jiān)管不會成為在基因測試中使用和發(fā)展人工智能的一個(gè)障礙。
“不同的統(tǒng)計(jì)分析方法以及人工智能方法正在獲得如此多的關(guān)注，我相信這個(gè)行業(yè)將會與監(jiān)管機(jī)構(gòu)找到合適的方向。阻礙增長的因素可能是有如此龐大的、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集?，F(xiàn)在我們在數(shù)據(jù)共享方面取得了很好的進(jìn)展，但總有一個(gè)問題，那就是真正純粹的高質(zhì)量數(shù)據(jù)很難快速積累起來。”
但沒有人工智能的話，這個(gè)充滿數(shù)據(jù)的遺傳學(xué)新世界將會何去何從？Lehtonen認(rèn)為，有可能跟今天的情況差不多。
他說：“遺傳學(xué)有著巨大的機(jī)會，我認(rèn)為企業(yè)和研究小組最近才真正開始研究數(shù)據(jù)。另外，不是所有的分析都需要采用不同的人工智能方法，而且無監(jiān)督式人工智能（unsupervised AI）至少在一開始的時(shí)候，可能會對具有規(guī)范性的臨床環(huán)境應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)性。然而，例如在DeepVariant項(xiàng)目中，我認(rèn)為生物數(shù)據(jù)和人工智能的結(jié)合可能會有著非常光明的前景?！?/p>
人工智能和行為改變
加拿大人工智能初創(chuàng)公司Kiwi從FounderFuel、IncWell Venture Capital、加拿大商業(yè)發(fā)展銀行以及Angel Investors那里為他們的人工智能應(yīng)用籌得了250萬美元的風(fēng)險(xiǎn)資金，這款應(yīng)用專門用于幫助人們戒掉煙癮。
Kiwi公司將其稱為預(yù)測性醫(yī)療，Kiwi的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)可以自動(dòng)學(xué)習(xí)用戶的吸煙習(xí)慣，當(dāng)用戶吸煙的時(shí)候進(jìn)行自動(dòng)追蹤以確定其行為模式，然后預(yù)測下一次有吸煙沖動(dòng)的時(shí)間。該應(yīng)用會為用戶生成一個(gè)吸煙時(shí)間表，以逐步拉長兩次吸煙的時(shí)間間隔，幫助用戶按自己的步調(diào)來戒煙。在這個(gè)名為Cue的應(yīng)用中，機(jī)器學(xué)習(xí)可以預(yù)測下一次你可能會在什么時(shí)候吸煙，如果你延長了時(shí)間間隔就會得到獎(jiǎng)勵(lì)。每當(dāng)吸煙者延長時(shí)間間隔的時(shí)候，他們就會獲得可轉(zhuǎn)換為亞馬遜積分的信用值。Kiwi公司表示，他們計(jì)劃未來進(jìn)一步擴(kuò)大可兌換積分的選項(xiàng)。
人工智能和診斷
2018年1月，美國聯(lián)邦藥物管理局（FDA）將Cognoa基于人工智能的軟件指定為新自閉癥II類診斷醫(yī)療設(shè)備。
Cognoa首席執(zhí)行官Brent Vaughan表示，這打開了改變患者行為健康狀況診斷和治療方式的一扇大門。Cognoa的人工智能會學(xué)習(xí)如何提高最初的診斷準(zhǔn)確性，作為診斷自閉癥醫(yī)療設(shè)備的篩查工具。
Vaughan表示：“關(guān)于在醫(yī)療領(lǐng)域使用人工智能引發(fā)了很多討論。根據(jù)FDA的決定，Cognoa發(fā)展道路很明確，那就是將我們的軟件作為一種醫(yī)療設(shè)備，運(yùn)用人工智能的力量從根本上改變從自閉癥開始的行為健康狀況護(hù)理標(biāo)準(zhǔn)。在這個(gè)早期診斷和早期治療可能對改善終身至關(guān)重要的領(lǐng)域，我們正在展現(xiàn)人工智能如何以獨(dú)特的方式解決那些未得到滿足的健康需求?！?/p>
Vaughan說，在如今的醫(yī)療體系中，自閉癥診斷的平均年齡為4．1歲，在治療影響最大的關(guān)鍵性早期干預(yù)窗口之后逐漸下降。早在患者18個(gè)月大的時(shí)候，Cognoa的第一個(gè)應(yīng)用就被臨床驗(yàn)證可用于識別兒童是否患有自閉癥。
醫(yī)療領(lǐng)域中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)
USC混合現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室成員兼總監(jiān)Todd Richmond表示，在這種新的醫(yī)療范例中，虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)（VAMR）技術(shù)將在某些方面帶來好處。
Richmond 表示：“從醫(yī)學(xué)和術(shù)后護(hù)理，到身體和心理康復(fù)，VAMR技術(shù)除了作為直接治療工具之外，還在醫(yī)療和行為領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用，包括患者培訓(xùn)和降低術(shù)前壓力，這將有助于改善患者的整體體驗(yàn)，從而可能改善患者報(bào)告的結(jié)果?！?/p>
2017年10月31日，在荷蘭阿培爾頓的＇S Heeren Loo殘疾人護(hù)理中心，一位治療師正在測試一種會播放海豚電影的新型尖端防水虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）眼鏡。與野生海豚一起游泳似乎只能是一種夢想，而在池子里圈養(yǎng)海豚變得越來越有爭議性，環(huán)保人士將其視為一種殘忍的行為。荷蘭非營利性組織Dolphin Swim Club認(rèn)為，他們已經(jīng)找到了一種方法，通過VR技術(shù)提供身臨其境的體驗(yàn)，讓人們特別是殘疾人更身臨其境地感受到這種愉快的體驗(yàn)。
Richmond表示，在醫(yī)藥方面面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是患者的依從性。
“如果患者不堅(jiān)持治療方案，所有先進(jìn)的成像、機(jī)器人手術(shù)和藥物干預(yù)都會被邊緣化。個(gè)人健康傳感器的大量增加使這一問題更加復(fù)雜化，因?yàn)閭€(gè)人的非正式可穿戴設(shè)備和健康記錄、以及各種信息開始混雜在一起，對于那些已經(jīng)被現(xiàn)狀所困擾的人來說，信息越來越多地涌現(xiàn)，但是對他們的幫助卻越來越少?！?/p>
Richmond認(rèn)為，VAMR在這個(gè)領(lǐng)域正在以某種方式兌現(xiàn)承諾。
“首先，VAMR提供了一種傳遞信息的新媒介。這其中關(guān)鍵是數(shù)據(jù)能夠向患者‘講故事’，告訴人們?nèi)绾芜\(yùn)用信息，如何學(xué)習(xí)，以及如何改變行為。VAMR代表了一種幫助數(shù)據(jù)講故事、改變生活的新途徑。”
“其次，VAMR可以作為身體健康和身心健康‘游戲化’這個(gè)更廣泛概念的一個(gè)組成部分。我們已經(jīng)看到新技術(shù)與游戲相結(jié)合用于受傷——特別是中風(fēng)康復(fù)——所帶來的良好結(jié)果。VAMR和游戲化，讓可怕的物理治療和康復(fù)變成了一種真正的游戲，這讓患者參與到這個(gè)過程中，并在更長的時(shí)間內(nèi)保持治療?！?/p>
位于法國的Rossetti康復(fù)中心擁有一個(gè)步態(tài)實(shí)時(shí)分析交互實(shí)驗(yàn)室（GRAIL），該實(shí)驗(yàn)室專注于步態(tài)分析和訓(xùn)練的解決方案。該解決方案采用一個(gè)雙走道，配備各種儀器、動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、三臺攝像機(jī)和EMG，全部這些都與VR環(huán)境是同步的。
Richmond說，VAMR會帶來最大影響的一個(gè)領(lǐng)域是數(shù)字療法。VAMR技術(shù)可用于支持治
療各種心理問題，如創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、恐高癥、焦慮癥、抑郁癥、阿爾茨海默氏癥和癡呆癥。
Richmond說：“醫(yī)療型VAMR對于治療身體疾病能起到一定的幫助作用。華盛頓大學(xué)的一個(gè)研究小組已經(jīng)嘗試使用VR來治療燒傷患者的疼痛（分心治療），結(jié)果令人鼓舞。此外，在一些不適合使用傳統(tǒng)療法（考慮中風(fēng)患者的運(yùn)動(dòng)能力有限，因此限制了他們的治療選擇）的情況下，VR技術(shù)支持的交互式的、引人入勝的身體康復(fù)計(jì)劃，已經(jīng)被證明可以提高患者康復(fù)率?！?/p>
“就我個(gè)人而言，VR讓我感到興奮的不是對現(xiàn)實(shí)世界情況的復(fù)制，而是以一種人類可以探索自己心靈、并積極影響日常生活的方式，來重塑潛意識和無意識的世界?？紤]到這一點(diǎn)，不難看出醫(yī)療型VAMR擁有的巨大潛力?！?/p>
但根據(jù)倫敦Digital Catapult數(shù)字健康部門負(fù)責(zé)人Andrew Chapman的說法，這些公司都需要克服的阻礙。
Chapman表示：“要克服的兩個(gè)最大障礙，是讓監(jiān)管部門接受，以及醫(yī)療保健專業(yè)人員（HCPs）的采納。早期所取得的成功，主要是由那些擁有成熟管理框架、與HCP密切合作設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的公司所推動(dòng)的?！?/p>
Chapman表示：“隨著AR和VR等身臨其境的技術(shù)，當(dāng)前硬件的高成本和復(fù)雜性以及缺乏監(jiān)管指導(dǎo)的情況進(jìn)一步困擾了這種情況。 “到2018年，隨著低成本獨(dú)立硬件的發(fā)布和快速擴(kuò)散，我們將看到前者的障礙 － 但監(jiān)管方面的突破需要更長的時(shí)間?！?/p>
Chapman認(rèn)為，在我們看到可預(yù)設(shè)的數(shù)字療法之前，沉浸式技術(shù)的使用還有很長一段路要走。
他說：“學(xué)術(shù)界在心理健康領(lǐng)域已經(jīng)有了一些例子，并且在TouchSurgery、Medical Realities和Pearson Immersive等醫(yī)療訓(xùn)練方面也有一些出色的應(yīng)用。“我們已經(jīng)看到了人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的早期應(yīng)用，例如，放射科／病理學(xué)領(lǐng)域?qū)C(jī)器學(xué)習(xí)的運(yùn)用正在快速發(fā)展，并且人工智能比VR／AR解決方案更接近市場?！?/p>
NTT DATA Services健康計(jì)劃咨詢自動(dòng)化負(fù)責(zé)人Deana Rhoades表示，采用這些技術(shù)的最大障礙，都是與信任和忠誠度有關(guān)的。
“雖然千禧一代對特定提供商的忠誠度較低，但他們更關(guān)注可用性和便利性；老一輩對醫(yī)生非常忠誠，更喜歡面對的診治。技術(shù)社區(qū)必須克服虛擬代理要取代提供商的觀點(diǎn)——相反，虛擬代理是要讓提供商更好地為患者服務(wù)?！?/p>
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