安阳:人工智能在整形外科中的应用

人工智能
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编者按 人工智能医疗由智慧医院系统、区域卫生系统、家庭健康系统组成,通过打造健康档案区域医疗信息平台,利用最先进的物联网技术,实现患者与医务人员、医疗机构、医疗设备之间的互动,促进医疗行业发展。根据互联网数据中心(IDC)数据,预计到2025年全球人工智能应用市场总值将达1270亿美元,其中全球人工智能医疗处于高速成长期,占人工智能市场五分之一。我国人工智能产业发展快速,人工智能医疗顶层设计、商业模式、技术模式日趋成熟,投融资市场活跃。人工智能医疗的迅速发展和普及,提高了医疗质量,降低了医疗成本,能够帮助医疗行业解决资源短缺、分配不均等众多民生问题,但同时人工智能医疗的伦理、法律问题,以及数据共享、应用场景、技术迭代、医患认同等,也受到学界的关注。本刊特邀请中华医学会相关分会的专家学者共同探讨人工智能医疗发展的机遇与挑战,以飨读者。

安阳

人工智能(AI)是指以编程的形式使计算机、机器人表现出类似于人类的智能,主要用于模仿人类思维能力、从示例和经验中学习、识别对象、制定决策等。AI的发展开启了一个新的医学时代,提高了疾病诊断的准确性和工作流程的效率。随着生物医学数据数量的增长和复杂性的增加,面对获取、分析和利用大量数据来解决复杂临床问题的需要,现代医学挖掘了“大数据”的巨大潜力。中华医学会整形外科学分会鼻整形学组副组长,北京大学第三医院整形外科副主任、博士生导师安阳表示,整形外科尤为关注形态和美感,经过AI处理的图像,能够有助于医生与患者的沟通,弥补信息差。同时,AI基于数据的统计,丰富的经验数据有助于青年医生的成长。目前,整形外科领域已有多种前沿技术应用于临床,如面部识别、鼻整形术后分析、预测烧伤面积、颅缝早闭的影像诊断等。

烧伤整形外科

有统计发现,约2%的人口受到慢性烧伤创面的影响,慢性烧伤有很高的并发症风险,如感染甚至截肢等,治疗这些创面的成本很高。AI能让烧伤的管理更加准确和快捷,从早期开始干预,能为医疗系统节省资金,并减少患者的困扰。

目前,AI可联合三维识别技术通过生物打印得到组织,打印出的实物尺寸与实际伤口的符合度高达96%。医生可以通过AI自动评估伤口特征,在合理的时间内制定有效的手术计划,将实现医生和患者利益的最大化。

颅颌面外科

恢复面部对称性是面瘫的主要治疗目标之一,使用传统方法测量面部不对称通常非常耗时,AI的最新进展为面瘫患者的面部测量开辟了新的途径。在颅面畸形的诊断上,AI也发挥了作用,2014年牛津大学使用大量图像训练开发出一款面部分析软件,检测包括唐氏综合征、脆性X综合征等8种遗传综合征特殊面容,准确率高达93%。

显微外科

使用配备AI的机器人来进行手术解决了人体颤动的问题,可在最小的空间内提高精确度,有望对直径范围在0.1~0.8 mm的血管进行吻合。显微外科手术的术后监测有助于判断是否达到预期的临床效果。机器学习也可应用于显微外科手术的术前咨询和手术规划,通过收集大型数据库中的详细信息,可以训练人工神经网络(ANN)算法来评估患者的特征,并给出具有最高机会获得良好结果的重建方法。

挑战与展望

尽管AI在医学领域拥有广阔的前景,但要广泛推广还面临一些挑战。AI的准确性依托于足够的样本量,但目前AI在我国还处于起步阶段,数据的来源受到了极大的限制,且不同医疗机构的检查设备、记录病历的格式不同,导致训练所需的数据集很难统一。发表于《中华整形外科杂志》的题为《人工智能和大数据在整形外科应用中的进展》的作者之一北京大学第三医院的舒帆表示,AI训练时所涉及的巨大数据中不乏患者的隐私,而这些信息一旦泄露出去,将成为一个巨大的隐患,因此必须在确保数据安全性的前提下进行研究,如提高与医疗合作的相关技术部门者的准入制度;实现数据执行者的自我约束;出台相关政策进行监管等。

目前,AI和整形外科之间的合作还处于初级阶段,但发展迅速,前景广阔。AI应用的主要困难仍然是对大量数据的获取与处理,只要解决了数据互通的难题,所带来的收益是超乎想象的。我国5G的发展处于世界先列,数据存储和传输越来越方便快捷,这也使得各医疗机构进行数据共享、共同打造标准化的数据平台成为可能。

文字 | 任嘉霖

编辑 | 任嘉霖
责任编辑 | 郑梦莹
审核 | 韩静

《中华医学信息导报》2023年8期第13版

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