《電子技術(shù)應(yīng)用》
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機(jī)器學(xué)習(xí)+精準(zhǔn)醫(yī)療是未來(lái)超算中心研究的重點(diǎn)

2018-11-20

  眾所周知,中國(guó)的超級(jí)計(jì)算機(jī)在世界上處于領(lǐng)先水平,天河二號(hào)和神威太湖之光都先后霸占世界超級(jí)計(jì)算機(jī)排名榜首多年,超算技術(shù)是中國(guó)的驕傲。近幾年,人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)大火,也得到了很多資本市場(chǎng)的青睞,當(dāng)超算與人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合,其應(yīng)用前景將更加廣闊。

  截至目前,中國(guó)共建成了六座超算中心,國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心就是其中的一個(gè)。在中國(guó)醫(yī)療科技大會(huì)上,彭紹亮教授發(fā)表了《基于超算的人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)》的演講,作為“天河”超級(jí)計(jì)算機(jī)生命科學(xué)方向負(fù)責(zé)人,他為大家詳細(xì)介紹了超算與醫(yī)療、健康等數(shù)據(jù)融合在電子病歷和人工智能醫(yī)生方面的應(yīng)用,并闡述了如何從診前、診中、診后全面支持醫(yī)生進(jìn)行全方位精準(zhǔn)、高效的診療。

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  國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心副主任彭紹亮

  從醫(yī)學(xué)影像到電子病歷

  彭紹亮教授表示,目前國(guó)家超級(jí)計(jì)算長(zhǎng)沙中心與華大基因、上海藥物所、軍事醫(yī)科院及超過六百家三甲醫(yī)院進(jìn)行合作,所做的這些研究是基于電子病歷大數(shù)據(jù),從微觀、宏觀的醫(yī)學(xué)影像再到電子病歷。他認(rèn)為,由于對(duì)身體機(jī)制的不了解,導(dǎo)致人們?cè)诿媾R癌癥、腫瘤時(shí)非??謶帧?/p>

  如今,智慧醫(yī)療的概念很火,但實(shí)際落地的情況并不理想。彭紹亮教授表示,當(dāng)前生命科學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)了很多大數(shù)據(jù),這不僅是一個(gè)醫(yī)學(xué)難題,也成為了數(shù)據(jù)分析的瓶頸。他還希望把高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等最新技術(shù)結(jié)合起來(lái),并應(yīng)用到生命科學(xué)領(lǐng)域去解決實(shí)際的問題。

  彭紹亮教授表示,目前他正在做腫瘤癌癥精準(zhǔn)醫(yī)療與下一代超級(jí)計(jì)算相結(jié)合的研究,這里面最關(guān)鍵的技術(shù)就是數(shù)據(jù)挖掘,即數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)標(biāo)注,目前已經(jīng)搭建了一個(gè)耗資約三千多萬(wàn)的人工智能集群。

  醫(yī)療大數(shù)據(jù)、人工智能與超算的結(jié)合

  超算的價(jià)值可以從它對(duì)醫(yī)療大數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)看出來(lái)。彭紹亮教授提到,他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一款健康體檢機(jī)器人,主要功能有收集驗(yàn)血、驗(yàn)?zāi)驍?shù)據(jù)等,它可以采集多達(dá)130項(xiàng)的健康體檢指標(biāo),最重要的是可以拿這些健康體檢數(shù)據(jù)跟后臺(tái)幾千萬(wàn)健康人的數(shù)據(jù)做對(duì)比,從而分析和評(píng)測(cè)出受檢人的健康狀態(tài)。

  如今,人們?nèi)?guó)內(nèi)三甲醫(yī)院看病的一大難題就是掛號(hào),很多時(shí)候病人因?yàn)閽焯?hào)耽擱了最佳的糾就診時(shí)間。彭紹亮教授提到,其團(tuán)隊(duì)推出第一個(gè)國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)先看病后掛號(hào)的機(jī)器人,當(dāng)人們與機(jī)器人握手、拍照、問答等,機(jī)器人會(huì)為患者提供全方位的服務(wù),如當(dāng)患者不知道掛號(hào)的科室,掛號(hào)機(jī)器人也能清楚地指出來(lái)。彭紹亮教授希望將掛號(hào)機(jī)器人打造成一個(gè)全科醫(yī)生,讓它擁有所有的疾病知識(shí)。

  如何將醫(yī)療大數(shù)據(jù)、人工智能與超算的結(jié)合,并用于實(shí)際之中是彭紹亮教授的團(tuán)隊(duì)們?cè)谘芯康恼n題。他提到,目前這個(gè)人工智能醫(yī)生已經(jīng)在香港、澳門等地做過人工智能診療和醫(yī)療大數(shù)據(jù)分析。

  人工智能機(jī)器人怎么看???

  人工智能醫(yī)療主要解決兩類問題,一類是全球誤診率最高的十種疾病,另一類是全球患病人數(shù)最多的十種疾病。彭紹亮教授認(rèn)為,隨著鈣的流失,骨質(zhì)疏松的概率會(huì)增加,人們每一次的摔跤或骨折并非偶然。人工智能醫(yī)療一個(gè)有趣的地方是用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)整個(gè)模型,其團(tuán)隊(duì)做了個(gè)骨質(zhì)疏松機(jī)器人,這個(gè)機(jī)器與多家醫(yī)院進(jìn)行合作,展開了多次的大規(guī)模免費(fèi)義診。目前這個(gè)機(jī)器已經(jīng)收集了國(guó)內(nèi)幾十萬(wàn)人骨質(zhì)疏松的數(shù)據(jù)。還有一個(gè)健康巡防機(jī)器人,它可以代替醫(yī)生在危重傳染病房進(jìn)行全天的巡防,防止醫(yī)生和危重傳染病人的接觸與二次感染,巡防機(jī)器人能學(xué)習(xí)整個(gè)地圖并與病人進(jìn)行交互和數(shù)據(jù)采集,機(jī)器人看病的過程很簡(jiǎn)單,患者首次刷下身份證和醫(yī)???,下次刷臉就可以完成骨質(zhì)疏松的篩查。

  彭紹亮教授表示,他們的核心技術(shù)是通過智能機(jī)器人的協(xié)助來(lái)提升診前、診中、診后的效率和精度,希望建立中國(guó)人的全數(shù)字生命周期健康管理系統(tǒng),盡可能地收集到各個(gè)維度的數(shù)據(jù),包括先天性DNA數(shù)據(jù)、電子病歷、生活習(xí)慣等。未來(lái)人們的后代可以在互聯(lián)網(wǎng)上跟數(shù)字化生命對(duì)話。

  在抑郁癥篩查平臺(tái)方面,由于抑郁癥患者誤診率高且隱私保障難以保障,通過抑郁癥篩查平臺(tái),結(jié)合相應(yīng)的量表及數(shù)據(jù)庫(kù),通過給患者進(jìn)行針對(duì)問答,監(jiān)測(cè)患者的腦電、表情數(shù)據(jù),然后分析和診斷患者的病情。

  機(jī)器人幫助每個(gè)家庭進(jìn)行疾病的預(yù)測(cè)與治療

  深度學(xué)習(xí)在電子病歷上的應(yīng)用是通過電子病歷數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)醫(yī)療任務(wù)的預(yù)測(cè),它將臨床數(shù)據(jù)和基因數(shù)據(jù)打通實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)的融合。彭紹亮教授表示,他的團(tuán)隊(duì)把患者的先天數(shù)據(jù)與后天電子病歷數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,建一個(gè)全天候的家庭健康醫(yī)生,對(duì)每個(gè)家庭成員進(jìn)行健康評(píng)估,預(yù)測(cè)成員未來(lái)5到20年的疾病風(fēng)險(xiǎn),然后針對(duì)性地進(jìn)行干預(yù)和呵護(hù)。

  除了在醫(yī)療和人工智能上的研究,彭紹亮教授與他的團(tuán)隊(duì)也在做醫(yī)療和區(qū)塊鏈技術(shù)結(jié)合的研究,這個(gè)研究的目的是打通醫(yī)院個(gè)基因公司間的數(shù)據(jù)壁壘,機(jī)器學(xué)習(xí)+精準(zhǔn)醫(yī)療也是未來(lái)研究的重點(diǎn)。


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