人工智能應用領域

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1、人工智能應用領域-AI醫療健康（有案例）目錄一、醫學影像分析2二、健康管理2三、醫療數據管理3四、癥狀分析及咨詢3五、手術輔助4六、腦機接口4七、醫療流程4八、藥物挖掘5九、可穿戴設備5十、智能醫療設備5十一、精準醫學6十二、基礎醫療科研.6十三、病患管理6十四、心理健康7十五、人體智能增強.7十六、藥物配送7十七、助殘工具8十八、養老護理8一、醫學影像分析【代表案例】病理圖像訓練深度學習算法GoogLeNet系統等深度學習方法對腫瘤概率預測熱點圖的制作很有幫助，但 其結果常有噪音。研究者將算法額外定制化，模仿病理學家的方式完成神經網絡 的訓練，希望能訓練一個相當于或超越病理學家表現的模型，算

2、法經過優化可來 確定是擴散到淋巴結的乳腺癌還是擴展到臨近乳房的乳腺癌。該算法產生的預測熱點圖有很大改進，算法的FROC得分達到了 89%，大大 超過了病理學家在無時間限制時進行診斷的得分(73%)；同時即使是在不同醫院 使用不同掃描儀得到的圖片上模型也能較好泛化。該嘗試將圖像訓練深度學習算法應用到數字化病理學中，通過創造自動檢測 算法來自然地補充病理學家工作流Gigapixel Pathology Images?！炯夹g應用】1. 像大部分標準一樣，FROC定位得分并不完美。每個切片有一些預定義的 平均假正例的情況下，FROC得分被定義為敏感性(sensitivity)。病理學家做 出假正例的情

3、況相當罕見(把正常細胞誤診為腫瘤)。例如，上面提到的73%的得 分對應73%的敏感性，以及0個假正例。與之對比，算法的敏感性在更多假正例 的情況下會上升。每個切片有8個假正例的情況下，算法的敏感性達到92%；2. 算法在之前訓練過的任務中表現良好，不過，尚缺乏人類病理學家的知識 廣度和經驗，比如，識別其他不正常情況的能力，而之前沒有詳細訓練過該模型 對這些情況進行分類，比如，發炎過程、自身免疫疾病以及其他類型的癌癥；3. 為了確保最佳臨床效果，還需要將這些算法吸收到病理學家的工作流程中 去，完善這一流程。未來愿景是，諸如這些算法能提高病理學家的工作效率和診 斷的一致性。比如，通過檢查排在前面的

4、預測腫瘤區域(包括每個切片有8個假 正例的區域)，病理學家可以降低假率的未檢出率(也就是沒有被監測到的腫瘤)。 另一個例子這些算法能夠讓病理學家簡單而準確地測量腫瘤大小，這一因素與預 后(prognosis)有關。二、健康管理【代表案例】睡眠分析及自動評分軟件現有的多導睡眠圖需要人工進行評估，耗時耗力。EnsoData軟件使用了美 國睡眠醫學會評分標準以及先進的算法，分析每毫秒的生理學信號。與多導睡眠 監測系統進行接口并智能自動化，從而為多導睡眠圖自動評分，分析睡眠質量和 輔助診斷睡眠或呼吸相關睡眠障礙，生成睡眠數據報告，提升醫生的診斷效率。三、醫療數據管理【代表案例】醫療數據管理的人工智能技

5、術平臺IBM Watson利用常見數據模型進行護理大數據和健康數據管理功能，通過 基于云認知平臺可發現隱藏的模式和聯系，建立健康數據管理平臺，使個性化護 理節約成本且效果更佳。并通過與癌癥中心的合作，獲得大量臨床知識、分子與 基因數據、病例歷史信息等數據并結合文獻證據，通過機器學習算法，分析病人 的縱向病歷，并動態跟蹤病人的數據，幫助快速篩選出符合條件和相應標準的臨 床試驗的患者。而藥物開發者同樣需要選取有效的藥物靶點和現有藥物的新適應 癥?！炯夹g應用】機器學習、自然語言處理。四、癥狀分析及咨詢【代表案例1】人工智能問診及醫療服務APPBabylon Health使用人工智能獲取醫療專家的知識

6、，利用自然語言處理技 術輔助臨床診斷，包括患者分類、癥狀檢查等。通過聊天機器人與用戶的交流，評估其狀況，并為其提供醫療建議。同時也 可以借助該APP預約醫生進行遠程診療，APP還包含健康追蹤以及藥品配送等服 務?！炯夹g應用】問答系統、自然語言處理?！敬戆咐?】個性化隨訪程序和咨詢服務Mindshare開發了一種革命性的，為后續程序和治療的有效性提供了個性化 的診斷和指導。大幅提升病人護理的質量并減少醫療機構的財務責任。循證臨床決策支持技術，根據大量人群形象和患者信息，將患者的醫治風險 分層，結合圖像識別算法與醫患信息來構建智能算法。結合由深度學習得到的信 息，減少誤診誤報，提升護理質量。同時

7、評估臨床價值，協助醫生作出臨床判斷， 同時利于控制醫療機構的財務責任。醫療保健正在迅速轉變為價值付費的范式。越來越多的綜合交付網絡(IDN)， 醫療責任組織(ACO)和具有基于風險的合同的診所等機構對醫療保健的有效性和 效率承擔更大的財務責任。Mindshare提供咨詢指導，旨在通過評估臨床價值 優化個體患者的隨訪程序和治療?！炯夹g應用】深度神經網絡、機器學習五、手術輔助【代表案例】實時失血監測儀Triton實時失血監測儀用于分娩手術流程，為產科開發實時血液監測解決 方案，簡化陰道分娩和產后恢復安排。其實時血液監測有助于早期識別產科出血， 并提供評估出血狀態的客觀指標，以及支持與輸血適當性相關

8、的臨床決策，簡化 使用體驗，并定制干重的吸血物品列表，自動計算稱重物品的失血量，同時允許 批量稱重和v-drape體積的整合?！炯夹g應用】機器學習、數據挖掘、計算機視覺。六、腦機接口【代表案例】無創腦機接口部件(研發中)大腦打字(typing-by-brain)計劃無創可穿戴技術，能夠檢測出大腦中的預期言語，而無需用戶大聲說出 這些話。據稱，該技術的思想文字轉化速率在100詞/分鐘。項目負責人Mark Chevillet在最近一次會議中表示，團隊目標是兩年內取得商業產品的可行性論 證。持懷疑態度的神經科學家們指出，目前侵入性腦植入物的大腦打字速度是8 詞/分鐘?！炯夹g應用】人機交互技術、認知神

9、經科學。七、醫療流程【代表案例】協作診斷平臺跨越了私營和公共衛生部門，提供了解決診斷連通性、臨床數據互操作性和 公共衛生疾病監測等難題的產品和服務。通過利用實驗室擁有的數據將其置于中 心。其實驗室使用協作診斷平臺與醫師客戶和其他實驗室連接，還幫助實驗室改 進報銷制度、醫療保健的協調方式，使得實驗室更具有戰略意義?！炯夹g應用】數據挖掘。八、藥物挖掘【代表案例】藥物設計和挖掘軟件平臺AtomNet基于結構structure-based）的藥物設計和挖掘方法，使用深度學 習神經網絡分析小分子的生物活性和分子結合親和力。并預測新藥效果，減少對 昂貴耗時的物理合成和測試的需求，從而節約藥物開發的時間和金

10、錢成本?！炯夹g應用】深度神經網絡、CNN （卷積神經網絡）。九、可穿戴設備【代表案例】胎兒健康監測智能傳感器可穿戴的持續監控的胎兒監控器，可持續監控胎兒踢腿數，并將其與孕婦自 身的動作區分，利用機器學習來預測和指導健康的妊娠?！炯夹g應用】機器學習。十、智能醫療設備【代表案例】人工智能上肢康復訓練智能板Rapael Smart Board是一款智能醫療設備，能夠幫助任何肩膀或肘關節有 移動障礙的患者進行恢復訓練。通過內置的智能系統，該設備能夠根據患者本身 的能力創建相應難度的康復訓練游戲，例如點對點移動和形狀繪制。在康復訓練 的過程中，設備中的智能系統能夠對患者的移動范圍，速度，肢體協調性等數據

11、 進行實施分析和評估，在不需要專業醫護人員的陪同的情況下給出反饋，減少陪 護成本?！炯夹g應用】人機交互技術、嵌入式人工智能技術。十一、精準醫學【代表案例】基因檢測系列產品 DNA INSIGHTS在客戶做完基因檢測后，給出對應飲食、藥物選擇等個性化精準醫療方案， 方案包括：1. 利用基因組藥理學幫助患者選擇合適的藥物；2. 利用基因檢測技術檢測與人的皮膚、心臟、體重等相關的基因，并給出 飲食、健身等建議；3. 利用體液DNA檢測技術血液循環DNA，以在早期發現癌癥。十二、基礎醫療科研【代表案例】醫療科研和臨床決策支持平臺平臺可以讓模型自動學習醫學文獻中的知識，并轉化為診斷模型，進行知識 自動構

12、建。被學習的醫學領域權威文獻包括醫學指南，如心內科診斷指南、 白血病治療指南、肺癌治療指南，以及在頂端雜志上發表的、在比較大的樣本情 況下做實驗的文獻。具體能實現以下功能：1. 醫學詞典和自由文本結構化:基于業界權威醫學詞典，結合醫院歷史病歷， 構建醫院自有的醫學詞典，將病歷轉化為可挖掘的結構化數據；2. 科研數據分析:對真實病歷數據進行深度挖掘，用深度學習技術幫助醫生 發現醫學洞見；3. 數據可視化:對數據進行多維度分析展示，便于洞察疾病趨勢；4. 輔助診斷:依據患者臨床表現和各項檢查指標判斷疾病概率，對比相似病 例，提供臨床決策支持；5. 個性化疾病預測:建立個體模型，模擬用藥效果預測，監

13、控疾病發展趨勢；6. 輔助制定治療方案:基于個體模型，結合業界醫學證據和文獻輔助醫生制 定治療方案?！炯夹g應用】計算機視覺、機器學習。十三、病患管理【代表案例】病人行為監測軟件該軟件可分析通過3D攝像機獲取的患者圖像，隨著時間的推移，通過其預 測性算法，分析患者的位置和運動。當檢測到某些行為時，如被禁止離床的患者 試圖起身離床，該軟件可將訾報將發送給護理人員。該軟件可緩解護理人員不足 的問題?！炯夹g應用】計算機視覺。十四、心理健康【代表案例】個性化心理咨詢及護理APPGinger起初試圖從被動跟蹤的智能手機數據推斷出行為模式和心理健康問 題，但現在改為通過文本和視頻聊天模式與人類治療師交流，討

14、論心理健康問題， 并近一步提供個性化護理，幫助用戶保持良好的精神狀態?！炯夹g應用】語音識別、自然語言處理。十五、人體智能增強【代表案例】智能假肢傳感器該智能假肢改善了刺激模式，加入了壓力之外的新類型的知覺，提高了用戶 對運動的控制能力?！炯夹g應用】智能假肢應用物理實驗室(Applied Physics Laboratory， APL)開發的一支 機器人手臂包含了先進的扭矩傳感器，可以檢測到施加在病人的任何一根手指上 的壓力，還可以將那些身體的(感覺)轉換成電信號，由電線傳輸回病人大腦的 微電極陣列中，來向病人的感覺神經元提供刺激的精確模式。十六、藥物配送【代表案例】無人機醫療產品快遞服務該服務

15、采用的無人機用橡皮筋來做藥品彈出的彈簧，用蠟紙制作降落傘，價 格低廉，結構簡單，可用于運送醫療物品。除去運輸血液制品外，在2018年，該服務在坦桑尼亞的業務范圍預計還將 包括狂犬病、破傷風、艾滋病疫苗，瘧疾藥等藥物以及手術縫合線、靜脈輸液管 等急救物資的運輸。Zips無人機載重限額2公斤，運送范圍80公里?？爝f成本與傳統運輸方式 相當。根據介紹，該服務將覆蓋超過1000萬人口。很多藥物，尤其是疫苗，要 依賴不間斷溫度控制的供應鏈，即所謂的冷鏈，并且由于需求較小，很少在農村 地區有所儲備。然而對此類藥物的需求都非常緊急，在交通不便的地區，公路運 送往往不能及時遞送藥物。因此，無人機提供了最佳的解

16、決方案?！炯夹g應用】無人機技術。十七、助殘工具【代表案例】適用于盲人的環境狀態識別APPSeeing AI通過手機攝像頭配合圖像識別技術以及語音合成技術，向盲人大 聲朗讀周圍的情況。其能識別攝像頭中人物的身份，甚至辨識出表情和心情，能 夠告知用戶周圍的人是否在認真聆聽，以及聽眾的其它反應。同時還能夠讀取反 復出現的人的身份，也能對陌生人從性別、穿著、動作、狀態等方面加以描述。 這款應用還能識別地名、門牌號碼和其他物品，并讀取名稱。由于其首發地在美 國，所以APP還具有分辨美元面值的能力。該APP也可為盲人朗讀文件，通過手機拍照功能識別文件，且在拍照過程中 能夠引導使用者將文件的全部內容鎖定到取

17、景框內。例如，應用會提示用戶（向 右下角移動手機，并且將手機遠離文件一點），為盲人點餐提供極大便利?！炯夹g應用】計算機視覺、語音合成。十八、養老護理【代表案例】老年人監護伴侶機器人ElliQ護理機器人綜合運用了自然語言處理技術、情緒識別技術、Google 的語音識別技術和機器學習技術從文本到語音等技術，能主動與老人互動并提供 活動建議，為老年人上網娛樂或聯系家人和朋友提供便利，使老年人無需學習智 能手機等設備上的繁瑣操作。同時，該機器人還能提醒重要事項（比如吃藥時間） 或發起視頻通話。通過對應的視覺處理模塊，它還能夠實時監控老年人的健康體 質水平，并給出適當的鍛煉計劃?！炯夹g應用】計算機視覺、機器學習、自然語言處理、語音識別。