第六章 AI+医疗-提升人类的健康水平

人工智能基础与应用第六章AI+医疗——提升人类的健康水平导读拥有健康，是人们一生最大的财富，但人的一生难免有疾病。所以，医疗是每个人的刚性需求，也是国家重要的民生领域。近年来，随着信息技术的发展，广大研究人员将人工智能等技术应用于医疗行业，提供了远程医疗、智能医疗、辅助医疗等多项服务，以提高医疗服务的整体质量。本章将从智慧医疗的概念入手，介绍人工智能在医疗行业的应用。学习目标了解什么是智慧医疗，以及智慧医疗的优势和整体结构。了解医疗管理智能化、疾病诊断智能化、疾病预测智能化和药物研发智能化。体验智能科技——讯飞晓医。231素质目标01感受健康的可贵，培养学生良好的生活习惯，并加强他们的运动意识。02体验科技带来的便捷性，培养学生“科技改变生活”的意识。目录CONTENTSAI+医疗迈着大步走来了0102人工智能为医疗行业提供的强大助攻03智能体验馆：讯飞晓医AI+医疗迈着大步走来了016.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.1认识智慧医疗党的十八大以来，习近平总书记就医疗卫生事业发展提出了一系列重要论述。习近平总书记指出，“没有全面健康，就没有全面小康”“推进健康中国建设，是我们党对人民的郑重承诺”“要坚持正确的卫生与健康工作方针，以基层为重点，以改革创新为动力，预防为主，中西医并重，将健康融入所有政策，人民共建共享”。由此可见，我国高度重视医疗行业的发展。6.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.1认识智慧医疗随着人工智能、物联网、大数据等技术在医疗行业的应用，形成了一种新型的医疗服务模式，即智慧医疗。它在诊断、治疗、康复、支付、卫生管理等多个环节，结合现代医学理念，采用多种智能技术，构建以电子健康档案为中心的区域医疗信息平台，将医院之间的业务流程进行整合，优化区域医疗资源，提升医疗服务。此外，智慧医疗的建设和发展还实现了跨医疗机构的在线预约和双向转诊等，有利于精简相关手续，缩短病患就诊流程，合理化分配医疗资源，缓解医疗资源紧缺的压力，提高医疗服务水平，真正做到以病人为中心。6.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.2智慧医疗的优势传统的医疗服务已无法解决医疗行业的痛点。因此，在该背景的推动和国家政策的支持下，智慧医疗得到了快速的发展。图

医疗行业存在三大痛点相较于传统的医疗服务模式，智慧医疗具备多个优势。智慧医疗可以利用多种传感设备和医疗仪器，自动或自助地采集人体生命的各类特征数据，这不仅减轻了医护人员的负担，还能够获取更丰富的数据。智慧医疗可通过无线网络将采集的数据自动传输至医院的数据中心。医护人员能够依靠数据提供远程医疗服务，有效地提升了用户体验感、就医便捷性、医疗诊断效率和准确率等，同时还可以缓解患者排队问题和减少交通成本。智慧医疗可以将数据集中存放管理，实现数据的广泛共享和深度利用，有助于缓解关键病例和疑难杂症带来的困扰。同时，能够以较低的成本为亚健康人群、老年人和慢性病患者等提供长期、快速、稳定的健康监控和诊疗服务，降低发病风险，间接减少了对稀缺医疗资源（如床位、血浆等）的需求。6.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.2智慧医疗的优势6.1AI+医疗迈着大步走来了6.1.3智慧医疗的整体结构智慧医疗的整体结构主要由8部分组成，分别为基础层、数据库层、云层、管理服务层、服务层、安全保障体系、标准规范体系和管理保障体系，如右图所示。图

智慧医疗的整体结构HIS表示医院信息系统，LIS表示实验室信息管理系统，PACS表示医学影像的存储和传输系统。人工智能为医疗行业提供的强大助攻026.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻随着人工智能技术与医疗行业的不断融合，人工智能在医疗行业的应用场景也越来越广泛，如右图所示。图

人工智能在医疗行业的应用场景人工智能在医疗行业的应用场景医疗管理智能化疾病诊疗智能化快速就诊医保控费智能导诊与分诊医患沟通医疗机器人精准医疗医疗智能决策虚拟助手医学影像智能诊断疾病预测智能化药物研发智能化健康管家疾病预测靶点药物研发药物挖掘化合物筛选药物品型监控慢性病管理疾病预防干预6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.1医疗管理智能化医疗管理智能化是指采用人工智能、大数据、物联网等技术对医院的各项工作进行智能化管理，也可以将其理解为集智能导诊与分诊、快速就诊、医保控费、医患沟通等多项功能为一体的智能化管理系统，如北京大学第一医院、北京医院等医院管理系统。北京大学第一医院针对使用群体的不同，将医院管理系统划分为面向公众的平台和面向内部员工的平台。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.1医疗管理智能化图1北京大学第一医院面向公众的平台面向公众的平台中提供了就医导航、诊疗中心、患者服务、医院新闻、健康科普等多种服务，如图1所示。图2北京大学第一医院面向内部员工的平台面向内部员工的平台需要登录才可以使用（见图2），它包含病理结构化、分级诊疗、诊断相关的分类智能系统和支持医院决策的专家系统等模块，以此管理医院内部、医院之间的多项工作。同样，北京医院也将医院管理系统分为两个平台。图3北京医院面向公众的平台图4北京医院面向内部员工的平台面向内部员工的平台（见图4）需要使用账号和密码登录，该平台可提供病人费用追踪、医疗质量管理和特殊用药监控等多种服务。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.1医疗管理智能化同样，北京医院也将医院管理系统分为两个平台。图3北京医院面向公众的平台其中，面向公众的平台（见图3）包括就诊须知、就医流程、专家介绍、预约挂号等多种服务；6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.1医疗管理智能化图4北京医院面向内部员工的平台面向内部员工的平台（见图4）需要使用账号和密码登录，该平台可提供病人费用追踪、医疗质量管理和特殊用药监控等多种服务。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.2疾病诊疗智能化疾病诊疗智能化可理解为利用人工智能等技术实现智能诊断、辅助治疗等功能，如医学影像智能诊断、医疗机器人等。医学影像智能诊断是指基于图像数据集，采用计算机视觉、机器学习等技术识别并标注病灶，辅助医生诊断病情，增强诊断准确性，提升诊断效率的医学影像诊断设备，如啄医生阅片机器人（见图1）等。图1啄医生阅片机器人啄医生阅片机器人☞点击播放微课医疗机器人主要是指辅助医生对患者进行治疗的设备，如手术机器人（见图2）、康复机器人（见图3）等。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.2疾病诊疗智能化图2手术机器人手术机器人☞点击播放微课图3康复机器人康复机器人☞点击播放微课6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.3疾病预测智能化疾病预测智能化是通过某些智能设备监测人们的一些基本身体特征（如心率、血压等），或通过某些健康检查，对人们的身体素质进行简单的评估，预测疾病发生的风险性，提醒人们注意自己的身体健康。专业的疾病智能预测设备有安顿疾病预警手表、超微AI生命预警手表等。安顿疾病预警手表（见图1）可以24小时高频次采集用户的心率、血压、血氧饱和度等体征数据，并实时上传分析，同时记录用户的运动状态，监测器官的休息状态等。此外，紧急情况下用户长按该手表的求助键（约10秒），它会自动发出求助信号，安顿心脑监测预警中心接到求助信号后会以电话和短信的方式与用户或用户紧急联系人取得联系，并实时锁定用户位置。图1安顿疾病预警手表超微AI生命预警手表（见图2）是超微健康自主研发的系列智能穿戴设备之一，适用于心脑血管疾病患者、慢性病人群和亚健康人群。图2超微AI生命预警手表

超微AI生命预警手表搭载着新一代的生物芯片传感器，只要用户在进行吃饭、睡觉、运动、出游等活动时佩戴着该手表，它便能对用户身体健康指标实施24小时不间断远程监测。此外，它通过将收集的回传曲线数据，与高科技研发成果“心脑血管疾病大数据监测预警线性核心算法”进行自主实时比对，可以提前发现风险系数，预警心梗、脑卒中等心脑疾病，真正实现实时守护佩戴者的身体健康，也因此人们形象地将它称为“手腕上的生命管家”。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.3疾病预测智能化生活中，人们常见的健康预测智能手表有AppleWatch（见图3）、华为手表（见图4）等，但是这些智能手表的监测数据类别较少，不能全面监测用户的身体特征数据。图3AppleWatch图4华为手表6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.3疾病预测智能化6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.4药物研发智能化药物研发是人工智能技术应用的重要场景之一。药物研发的过程要经历靶点的发现与验证、先导化合物的发现与优化、候选化合物的挑选与开发和临床研究等多个阶段。传统的药物研发耗时耗力，成功率低。但是，得到人工智能技术助力的药物研发，不仅可以大大缩短药物研发时间、提高研发效率，还可以控制研发成本。图人工智能技术在药物研发过程中的应用右图展示了人工智能技术在药物研发过程中的应用。ADMET是Absorption（吸收）、Distribution（分配）、Metabolism（代谢）、Excretion（排泄）和Toxicity（毒性）的首字母缩写，它是当代药物设计和药物筛选中十分重要的药物动力学方法，主要是对药物的吸收、分布、代谢、排泄和毒性进行全面的研究。6.2人工智能为医疗行业提供的强大助攻6.2.4药物研发智能化智能体验馆：讯飞晓医036.3智能体验馆：讯飞晓医讯飞晓医是一款由科大讯飞旗下公司开发的人工智能健康助手产品，它提供了多种健康管理功能，包括症状自查、用药查询、报告解读等。在讯飞晓医中，用户可以通过与其对话（输入文字或语音）来描述自身的症状，讯飞晓医会对用户描述的症状进行询问和分析，并给出病情分析和处置建议，方便用户就医时参考。下面大家一起体验一下讯飞晓医，了解它的使用方法。步骤1：安装、注册并登录讯飞晓医App。在手机的“应用市场”App（或其他类似App）的搜索框中输入“讯飞晓医”，然后进行安装，安装之后根据提示注册账号并登录。6.3智能体验馆：讯飞晓医步骤2：在讯飞晓医的“对话”页面底部的文本框中输入具体症状。此处输入“最近总是感觉头部隐隐作痛，疼痛不是特别剧烈，但持续时间较长”，点击“”（发送）按钮，等待一段时间，讯飞晓医生成的回答如图1所示。图1生成的回答（部分）步骤3：如果需要获取更详细的分析，那么可以进行多轮问诊。此处选择本次生成的回答下方的“什么原因？”选项，继续问诊，如图2所示。等待一段时间，讯飞晓医将生成更具针对性的回答，如图3所示。图2继续问诊

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