清华长庚张萍:人工智能帮医生把精力和智慧用在刀刃上

2018-02-08 16:09 来源:丁香园 作者:
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2017年,国际著名期刊《Science》发表了一篇文章,在心血管领域引起了轩然大波:人工智能在预防心脏病风险上「击败」了人类。

心血管疾病是全球的首要死因,每年都有将近2000万人由于中风和动脉阻塞等症状去世。虽然医生有很多用于预测患者健康的方法和手段,但在心脏病发作方面仍然很难预测。

这项研究利用4种机器学习方法,分析大量数据,在将近38万名患者的电子医疗记录中发现与心血管事件相关的记录,预测的准确率超过了当前的权威指南。

「人工智能,并不是我们选择这条道路与否的问题,它一定会来到我们身边,关键是我们怎么跟它去交融和共处。是作为旁观者,仅仅看着它发展?还是作为参与者,亲身加入发展过程中?」清华大学附属北京清华长庚医院心内科主任张萍选择了后者。

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清华大学附属北京清华长庚医院心内科主任张萍

「如果我不能做手术了,我的医生职业生涯就终结了么?」

2011年,还在北大系统心血管内科就职的张萍,因为严重的腰间盘突出不得不卧床休息了两周。在那两周里,从事心律失常介入治疗20余年的张萍做了职业生涯中最大的转变抉择。

张萍曾在北京大学第三医院、北京大学人民医院心血管内科就职。在北大人民医院的11中,她每年工作十几个小时,每年的手术总量近千台,练就了可靠的技术,积累了丰富的经验。

然而,46岁的那一年,张萍突然发现自己的眼睛花了,看不见细细的线和导丝,只能凭借手摸来感觉;严重的腰间盘突出,导致她难以穿上20多斤重的铅衣,到手术室中完成介入手术,这意味着她要转向后台了。

尽管身处顶级医院平台,临床经验丰富,拥有资深资历和优质资源,但是如果继续工作在手术台边,再过几年,她恐怕难以与年富力强的青年医生相比。张萍忍不住自问,难道只能去做一个普通的出门诊医生么?

这并非张萍对自己医生生涯的规划。在张萍看来,医生应该是拼脑力为主,而非拼体力为主。如今技术发展如此快速,或许介入医生不穿铅衣同样可以做手术。她开始萌生了职业生涯转型的想法:或许能够找到方法不穿铅衣就能做手术?或许是时候开始培养带领自己的心血管内科团队?

恰好在同一时期,张萍获知了北京清华长庚医院筹建招聘人才的信息。这为她打开了新的大门:一方面,在一家新医院,她完全有机会去创建并培养新团队;另一方面,清华大学在理工科上的优势,可以实现她所希望的医工结合,将自己的创新想法付诸实践。

「每一项新技术、新设备的发明问世都是医务人员和技术人员的共同创造,比如起搏器、动态心电图、心电图机等设备的发明。医务人员将自己的需求说出来,技术人员帮助医务人员去实现,医工结合不仅仅是创新想法的转化,也是医学发展的滋养点。」张萍感概。

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张萍主任(中)和她的团队

「人工智能不是替代医生,而是解放医生,消除医疗水平的异质化」

人工智能就是当前最火热的医学和技术结合滋养点。

当患者步入医院,直接刷卡,就会有机器人前来引路;去采血的时候,只要一伸胳膊,蓝光定位一下血管的位置和深度,针头就可以自动采血;做透视的时候,患者在检查室一站,图像就直接出来;询问病史的时候,患者只需要进入语音台,回答设定问题,纪录就会自动生成;根据采血结果、透视信息、病史纪录,人工智能可以提供治疗建议。在此基础上,医生再面对面向患者解释诊断和治疗方案。

张萍描绘的未来就医流程就是如此简单,但是,不要误会,人工智能不是替代医生,而是解放医生,「把医生的精力和智慧用在刀刃上」。

首先,人工智能有助于消除医疗水平的异质化。横向来说,同在一家医院同一科室的医生也会因水平不一样,诊疗也不一样。纵向来说,医疗体系内不同级别的医院存在着整体水平的差异,即便是常见病多发病也有可能存在诊疗水平的异质化。人工智能则能够采集全面信息,获取系统化知识,进行同质化的诊断,减少误诊漏诊,节约医疗资源。

其次,人工智能有助于解放医务人员劳动力。以心电图诊断为例,80%的答案是标准的,为何不用人工智能将这80%的答案统一起来?如此一来,医务人员就能够做更多更有创造性的工作。因此,张萍领导的团队正在研发人工智能心电图智能诊断,包括智能可穿戴设备、诊断流程设定、深度学习网络、智能诊断网络等。

心电图直接上传云端,由云端的智能诊断给出反馈;无法解决的疑难杂症问题再由医生解决。医院不需设置心电图室,节约空间;医生将知识和精力留给复杂问题,节约人力资源;借助人工智能进行同质化诊断,偏远地区医院的诊断和大城市医院的诊断保持一致,解决医疗资源分配不均的问题。

再次,人工智能有助于保护医生。以心血管介入医生为例,手术时不但要穿20多斤重的铅衣,还会暴露在射线之下,因此发生神经胶质瘤等恶性肿瘤的几率较高,腰间盘突出、骨质疏松更是常见问题。

未来人工智能主导的机器人可以在射线下进行手术;或者通过多模态影像融合,在患者手术前先做三维动态影像,构建出心脏影像,同时做同步能控,获取心脏收缩和舒张的状态,再用电信号链接,即可反映出患者每一跳心博时心脏活动情况,形成立体影像,投射在手术空间,医生可以据此在无射线环境下进行手术。

在张萍看来,人工智能目前在医疗领域的应用仍然处于起步阶段,更重要的任务是建立大数据平台。2014年开业的清华长庚医院在这方面反而后来居上,更具优势,因为从开业初始就建立标准化化的心血管大数据平台。

要采集标准化、高质量的数据,一方面,是保障团队成员的资质和质量,确保他们经过规范的培训,具备严谨科学的态度;另一方面,是数据采集流程得标准化和规范化,并确保数据有监管。

「我所设想的人工智能在心血管领域的应用,是从预防、早检、基本诊断,再到高尖技术,都可以用到。」张萍指出。

编辑: 陈诗文

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