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看上去這是一個(gè)中國(guó)普通家庭的日常：孫大爺和老伴忙著包餃子，當(dāng)孫大爺正準(zhǔn)備把包好的滿滿一盤(pán)餃子放進(jìn)冰箱時(shí)，他的身體卻突然在冰箱前定住了，動(dòng)彈不得，他告訴老伴，“幫我忙，我轉(zhuǎn)不過(guò)身子了。”老伴伸出沾著面粉的手，把他的身體往一側(cè)拉，老孫的臉上顯露出無(wú)奈和無(wú)助的神情，而老伴似乎已經(jīng)習(xí)以為常。

老孫是一位帕金森病患者，患病已經(jīng)24年。帕金森病是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)的退行性疾病。在中國(guó)，像老孫這樣的患者還有300萬(wàn)。據(jù)專(zhuān)家估計(jì)，還有200萬(wàn)農(nóng)村地區(qū)的潛在帕金森病患者，從未有機(jī)會(huì)得到確診。在中國(guó)治療帕金森病的專(zhuān)科醫(yī)生，僅有1000多人，主要聚集在一線城市的三甲醫(yī)院里。

國(guó)家老年疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心（華山）帕金森病主要研究者、復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科主任醫(yī)師王堅(jiān)教授說(shuō)：“帕金森病人腦子里缺少了多巴胺這種遞質(zhì)，出現(xiàn)了一系列緩慢、僵硬、顫抖的癥狀。醫(yī)生對(duì)病情嚴(yán)重度的評(píng)估，都是靠人為打分。從一級(jí)到四級(jí)，人為的打分，主觀性太大，而且不精準(zhǔn)?！?/span>

2018年，騰訊醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室和王堅(jiān)教授團(tuán)隊(duì)合作研發(fā)了“帕金森病運(yùn)動(dòng)功能智能評(píng)估系統(tǒng)”，這是全球首個(gè)通過(guò)視頻運(yùn)動(dòng)捕捉分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)帕金森病AI輔助診斷的技術(shù)。

在騰訊醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人范偉看來(lái)，這套系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以幫病人節(jié)省時(shí)間，提供臨床的金標(biāo)準(zhǔn)。

這位擁有清華大學(xué)本科學(xué)位、哥倫比亞大學(xué)博士學(xué)位的計(jì)算機(jī)科學(xué)家，領(lǐng)導(dǎo)著騰訊AI醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室30多人的團(tuán)隊(duì)。除了帕金森病，該團(tuán)隊(duì)還負(fù)責(zé)研發(fā)多種運(yùn)動(dòng)相關(guān)疾病的輔助診療系統(tǒng)。近日，《騰云》和騰訊科協(xié)對(duì)范博士進(jìn)行了采訪。言談中，范博士對(duì)各種疾病了如指掌，儼然一位醫(yī)生，而不僅僅是AI科學(xué)家。他也反復(fù)強(qiáng)調(diào)，“我們做的產(chǎn)品是一個(gè)醫(yī)療產(chǎn)品，不是IT產(chǎn)品。”

▌AI如何助力帕金森病診斷？

騰訊作為醫(yī)療影像學(xué)方面的國(guó)家新一代人工智能開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)，通過(guò)2017年推出的“騰訊覓影”產(chǎn)品輔助醫(yī)生篩查食管癌、肺結(jié)節(jié)、糖尿病視網(wǎng)膜病變、結(jié)直腸腫瘤、乳腺癌等疾病，已經(jīng)與全國(guó)100余家三甲醫(yī)院達(dá)成合作，累積輔助醫(yī)生閱讀醫(yī)學(xué)影像超過(guò)1億張，服務(wù)超百萬(wàn)患者。

在助力醫(yī)療健康領(lǐng)域數(shù)字化升級(jí)的進(jìn)程中，騰訊醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室更進(jìn)一步，深度探索基于人工智能的臨床輔助決策支持技術(shù)（AI+CDSS），構(gòu)建自進(jìn)化醫(yī)學(xué)知識(shí)庫(kù)，開(kāi)發(fā)人工智能問(wèn)診、分診、診斷和治療的決策支持系統(tǒng)，打造新型醫(yī)療云服務(wù)模式，覆蓋診前、診中、診后的就醫(yī)全流程的解決方案。

范偉以帕金森病的診斷為例指出，人工智能技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用空間。

實(shí)際治療中醫(yī)生每隔一段時(shí)間就要對(duì)病人進(jìn)行評(píng)估，讓病人做一套動(dòng)作，典型的動(dòng)作比如：拇指和食指分開(kāi)到最大幅度再進(jìn)行對(duì)指，然后對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)分。設(shè)想一下，通過(guò)計(jì)算兩個(gè)指頭的快速對(duì)指次數(shù)，來(lái)判斷病人是否患有帕金森病。機(jī)器和人眼，誰(shuí)更容易疲勞？誰(shuí)又能準(zhǔn)確地下結(jié)論。更不用說(shuō)，每次診斷都要花去醫(yī)生30~40分鐘。對(duì)于1:3000的醫(yī)患比來(lái)說(shuō)，節(jié)約的每一分鐘都彌足珍貴。

范偉說(shuō)，這套“帕金森病運(yùn)動(dòng)功能智能評(píng)估系統(tǒng)”能通過(guò)視頻捕捉技術(shù)識(shí)別患者身上的關(guān)鍵點(diǎn)，并引入人體動(dòng)力學(xué)模型，評(píng)估患者的運(yùn)動(dòng)功能。系統(tǒng)通過(guò)時(shí)序分析的方法，對(duì)運(yùn)動(dòng)頻率、幅度、速度等指標(biāo)進(jìn)行量化分析，再跟醫(yī)生的打分進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

總體思想就是用AI的手段，把原來(lái)醫(yī)學(xué)界使用多年的主觀性MDS-UPDRS指標(biāo)，變成客觀可量化的新標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提高帕金森病的評(píng)估效率和精確性。而這一技術(shù)革新的靈感正是來(lái)自于伽利略的一句名言的引導(dǎo)，“測(cè)量一切可測(cè)之物，并把不可測(cè)的變?yōu)榭蓽y(cè)！”

騰訊醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的“帕金森病運(yùn)動(dòng)功能智能評(píng)估系統(tǒng)”

其中首先要解決的技術(shù)挑戰(zhàn)就是數(shù)據(jù)量不足。和醫(yī)學(xué)影像學(xué)可用于大量人工標(biāo)注的數(shù)據(jù)相比，通過(guò)視頻記錄的運(yùn)動(dòng)相關(guān)疾病的數(shù)據(jù)通常樣本量很少，研究人員往往只能搜集到一兩百例數(shù)據(jù)，這對(duì)于模型訓(xùn)練來(lái)說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為了解決這個(gè)問(wèn)題，騰訊醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室通過(guò)AR及自動(dòng)融合技術(shù)生成的帶標(biāo)記點(diǎn)的仿真數(shù)據(jù)，在短時(shí)間內(nèi)將訓(xùn)練數(shù)據(jù)集擴(kuò)充了數(shù)千倍，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于數(shù)據(jù)采集和標(biāo)注極限的突破。

另外，在此項(xiàng)目中，范偉博士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)還創(chuàng)造性地研發(fā)了細(xì)粒度動(dòng)作評(píng)估模型(Fine-grained Model)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)頻率等動(dòng)作指標(biāo)進(jìn)行精細(xì)量化測(cè)量；實(shí)現(xiàn)了多通道深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型（MC1D-CNN），解決了數(shù)據(jù)采集，動(dòng)作切割的挑戰(zhàn)；采用了多模態(tài)全方位運(yùn)動(dòng)評(píng)估技術(shù)（Fusing-Net），超越單模型性能，大幅提升打分一致性。

騰訊醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室和華山醫(yī)院共同做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：讓專(zhuān)家對(duì)近200例患者的1000多段視頻打分，形成共識(shí)分，然后對(duì)機(jī)器進(jìn)行訓(xùn)練。訓(xùn)練完后再讓機(jī)器對(duì)不同嚴(yán)重程度的受試者打分，并與專(zhuān)家共識(shí)分進(jìn)行匹配，數(shù)據(jù)顯示評(píng)分結(jié)果的一致性非常接近。

帕金森病作為一種慢性疾病，還需要醫(yī)生不斷隨訪，跟蹤病情的發(fā)展。為此，騰訊醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室還與華山醫(yī)院合作，推出了一套居家環(huán)境下的視頻分析方法：讓病人用手機(jī)拍攝運(yùn)動(dòng)視頻通過(guò)APP上傳，由算法引擎進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估。大大節(jié)省了病人排隊(duì)就診的時(shí)間和流程，也具有向醫(yī)療不發(fā)達(dá)地區(qū)推廣的潛力。

在過(guò)去的半年多時(shí)間里，他們積累了上百個(gè)臨床試驗(yàn)樣本。未來(lái)，除了擴(kuò)大和國(guó)內(nèi)醫(yī)院的合作范圍，還將和英美的頂尖醫(yī)院合作，進(jìn)一步擴(kuò)大樣本數(shù)量。為了提高診斷的準(zhǔn)確性，也將對(duì)帕金森病開(kāi)展分項(xiàng)評(píng)估的研究。

▌“從事醫(yī)療人工智能對(duì)我改變最大”

范偉從事大數(shù)據(jù)和人工智能相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用研究已經(jīng)20多年。從美國(guó)哥倫比亞大學(xué)博士畢業(yè)后，就加入了IBM，在那里工作了十多年，開(kāi)發(fā)了IBM的實(shí)時(shí)交易數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)。之后被派駐回國(guó)。

在華為工作幾年后加入騰訊。從事醫(yī)療人工智能研發(fā)已近五年。在中美高科技公司工作的這些年間，他曾經(jīng)服務(wù)過(guò)銀行業(yè)、電信運(yùn)營(yíng)商的客戶，和各種各樣的數(shù)據(jù)打過(guò)交道。

“銀行業(yè)的變革，運(yùn)營(yíng)商的變革，醫(yī)療的變革，我的命比較好，都趕上了。所以學(xué)了很多東西，蠻有意思的。”范偉說(shuō)，自己高中時(shí)代就想過(guò)當(dāng)醫(yī)生，后來(lái)陰差陽(yáng)錯(cuò)去了清華，直到2014年有機(jī)會(huì)進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域，他毫不猶豫地抓住了這一轉(zhuǎn)型的機(jī)會(huì)，“也算是圓了一個(gè)夢(mèng)。”

“別人問(wèn)我醫(yī)療是什么，我說(shuō)醫(yī)療是科學(xué)、技術(shù)，是人文、倫理、法規(guī)，一言難盡。”

他坦陳，醫(yī)療業(yè)是他經(jīng)歷過(guò)的所有行業(yè)中最復(fù)雜的，而醫(yī)療人工智能對(duì)他的改變也最大。以前服務(wù)運(yùn)行商和銀行業(yè)客戶，最重要把握兩點(diǎn)，第一技術(shù)要牛，第二要懂得企業(yè)的痛點(diǎn)。而醫(yī)療行業(yè)的復(fù)雜度要高很多：

首先，醫(yī)療的數(shù)據(jù)有很多合規(guī)性和倫理方面的要求。如果數(shù)據(jù)獲取是非法或者不合規(guī)的，那么結(jié)果也是不合規(guī)的。

其次，醫(yī)療的臨床實(shí)驗(yàn)都是隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)（RCT），這意味著數(shù)據(jù)是不可預(yù)先設(shè)置的，需要按照醫(yī)療的流程去找真實(shí)世界里的合規(guī)數(shù)據(jù)做測(cè)試。

最后一點(diǎn)，也是最重要的，醫(yī)療AI不能僅追求平均和最好的結(jié)果，關(guān)鍵是要保證最壞的結(jié)果也是人可以接受的。

因?yàn)獒t(yī)療行業(yè)面對(duì)的是不同的個(gè)體。即使是同一種病，在不同的人身上的表現(xiàn)可能不一樣，不同個(gè)體的感受也可能不一樣。從業(yè)者要了解這個(gè)行業(yè)里包括技術(shù)和法規(guī)在內(nèi)的所有事情，對(duì)人的部分也要有足夠了解，才可以把醫(yī)療做好。這些都跟傳統(tǒng)AI有顯著的不同，對(duì)于高科技公司挑戰(zhàn)也很大。

▌“運(yùn)動(dòng)相關(guān)疾病是一個(gè)百寶箱”

據(jù)范偉說(shuō)，騰訊AI醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室目前研究的很多病都跟運(yùn)動(dòng)相關(guān)。帕金森只是其中的一種。此外，還有腦癱、脊柱側(cè)彎，以及歐美較為多發(fā)的多元性硬化癥等。

他舉例說(shuō)，有些腦癱病人可以通過(guò)手術(shù)糾正。但是需要先對(duì)患者做步態(tài)分析，以判斷其是否符合手術(shù)條件。步態(tài)分析實(shí)驗(yàn)要求一個(gè)病人在步態(tài)實(shí)驗(yàn)室里做上半天時(shí)間。從時(shí)間成本計(jì)算，在大醫(yī)院做步態(tài)分析非常昂貴。

研究團(tuán)隊(duì)引入視頻分析的方法，幫助醫(yī)生判定病人是否適合做手術(shù)，這樣可以大大降低醫(yī)療成本。針對(duì)兒童脊柱側(cè)彎也可以提前進(jìn)行手術(shù)治療，通過(guò)視頻步態(tài)分析，進(jìn)行篩查。

范偉說(shuō)，運(yùn)動(dòng)相關(guān)類(lèi)疾病是一個(gè)百寶箱，很多種疾病都會(huì)反映在運(yùn)動(dòng)功能的異常上。就連心臟病這種常見(jiàn)病，也會(huì)反映在病人的步態(tài)和微表情的變化上，如果在病人發(fā)病之前，通過(guò)AI的方法檢測(cè)微表情變化，就可以幫助醫(yī)生去及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，挽救生命。

范偉表示，隨著人口老齡化，心力衰竭和腦卒中在中國(guó)都很常見(jiàn)，其中心衰是高血壓、糖尿病、冠心病、瓣膜性心臟病等心血管疾病的終末階段。中國(guó)每年的心衰病例為1900萬(wàn)，而腦卒中是中國(guó)人的第一大殺手，是死亡率最高的疾病。這些慢性疾病不但嚴(yán)重影響個(gè)體的生活質(zhì)量，對(duì)家庭也構(gòu)成沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。在這些領(lǐng)域，AI醫(yī)療都大有可為。

騰訊正在探索將AI醫(yī)療應(yīng)用到慢性病管理領(lǐng)域。比如，騰訊AI醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了居家環(huán)境下的心電檢測(cè)平臺(tái)。用戶采集自身心電圖數(shù)據(jù)通過(guò)APP上傳，系統(tǒng)會(huì)結(jié)合患者輸入的年齡、性別和癥狀信息，綜合判斷潛在異常并提供給遠(yuǎn)端標(biāo)注的醫(yī)生，供醫(yī)生在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步診斷。

目前，該平臺(tái)已經(jīng)能夠判斷正常、噪聲、房性早搏、心房顫動(dòng)、室性心搏、T波倒置等6大類(lèi)狀態(tài)。幫助醫(yī)生縮短了診療時(shí)間，減小了漏診和誤診的概率。而不是等病人到了心衰這樣嚴(yán)重的程度才去就醫(yī)。

最近，騰訊與知名藥企諾華制藥就慢病管理簽署了全球戰(zhàn)略合作協(xié)議，探索用人工智能技術(shù)進(jìn)行疾病早篩，為慢病患者提供全程管理的可能性。

此外，AI醫(yī)療還可以用于癌癥病人放療計(jì)劃的勾畫(huà)。放療是癌癥治療的常用手段之一，放療也存在風(fēng)險(xiǎn)，如果操作不當(dāng)，放療射線會(huì)對(duì)病人造成極大危害。因此每一個(gè)放療方案都需要嚴(yán)格畫(huà)靶，確認(rèn)放療射線的靶向位置和劑量，及其穿透路線，避免傷及正常的組織器官。

每一位病人每次放療前都需要拍300~400張CT，傳統(tǒng)方法完全依賴(lài)腫瘤醫(yī)生在患者的醫(yī)學(xué)影像上手動(dòng)標(biāo)識(shí)器官和腫瘤，做一次這樣的器官勾畫(huà)，大概需要7天時(shí)間。騰訊醫(yī)療AI實(shí)驗(yàn)室的最新技術(shù)可以通過(guò)3D函數(shù)分析CT影像，自動(dòng)標(biāo)記器官和腫瘤，整個(gè)過(guò)程只需0.12秒。

▌對(duì)醫(yī)療AI的未來(lái)充滿信心

范偉介紹說(shuō)，騰訊AI醫(yī)療團(tuán)隊(duì)分布在硅谷、北京和深圳，包括了解中美醫(yī)療和監(jiān)管現(xiàn)狀的醫(yī)學(xué)博士等多元化背景的人才。實(shí)驗(yàn)室也在與國(guó)內(nèi)知名三甲醫(yī)院、醫(yī)生、政府通力協(xié)作，發(fā)揮騰訊的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，把技術(shù)真正做扎實(shí)，讓它的有效性、安全性做到極致，得到專(zhuān)家的認(rèn)可。

“像馬云所說(shuō)30年之后不需要醫(yī)生。這是不會(huì)發(fā)生的，我們從未想過(guò)替代醫(yī)生。”范偉說(shuō)。

去年11月，騰訊作為牽頭承擔(dān)單位，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所、中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院、中南大學(xué)湘雅醫(yī)院、北京大學(xué)人民醫(yī)院、深圳市人民醫(yī)院等多家單位，正式啟動(dòng)了2018年國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中的“數(shù)字診療裝備研發(fā)專(zhuān)項(xiàng)”——“基于人工智能的臨床輔助決策支持技術(shù)及其服務(wù)模式解決方案研究”項(xiàng)目。范偉也是這個(gè)國(guó)家項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。

在被問(wèn)到如何看待醫(yī)療AI未來(lái)的發(fā)展時(shí)，范偉說(shuō)，“從五年前進(jìn)入人工智能醫(yī)療領(lǐng)域到現(xiàn)在，對(duì)行業(yè)的理解越來(lái)越深，我了解監(jiān)管機(jī)構(gòu)和醫(yī)生怎么想。現(xiàn)在我對(duì)醫(yī)療AI非常有信心，比五年前的信心要強(qiáng)得多。”

他指出，醫(yī)療有很多很多細(xì)分領(lǐng)域可以突破。在診療、疾病管理和康復(fù)環(huán)節(jié)，通過(guò)技術(shù)手段可以大大提高現(xiàn)有醫(yī)療系統(tǒng)的效率和效果，這些都是騰訊AI醫(yī)療實(shí)驗(yàn)室希望進(jìn)入的領(lǐng)域。

范偉說(shuō)，我們的目標(biāo)就是在現(xiàn)有醫(yī)療環(huán)節(jié)中，尋找那些通過(guò)技術(shù)手段能夠讓醫(yī)生獲益最大的部分去實(shí)現(xiàn)，“因?yàn)槟銕椭酸t(yī)生，就是幫助了病人。”

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