隨著"健康中國2030"規(guī)劃的推進以及人均GDP的不斷提升，國內醫(yī)療服務需求和消費能力的增加為精準醫(yī)療的普及與發(fā)展提供了強大的動力。

在這一背景下，人工智能正成為推動精準醫(yī)療發(fā)展的核心力量。傳統(tǒng)的醫(yī)療模式往往依賴醫(yī)生的經驗和主觀判斷，而AI通過強大的數據分析和學習能力，以更精確的方式處理龐大的醫(yī)學數據，識別出人眼難以察覺的細節(jié)，從而大大提高了診斷和治療的準確性。隨著AI技術的不斷發(fā)展，未來的醫(yī)療場景正在智能化，AI精準醫(yī)療的時代已經悄然到來。

一、AI提升診斷精確度

AI在醫(yī)療領域最廣泛的應用之一就是通過處理醫(yī)學影像與數據，幫助醫(yī)生更早、更準地診斷疾病。傳統(tǒng)的醫(yī)學影像分析依賴于醫(yī)生的經驗和判斷，難免存在漏診或誤診的風險，而人工智能（AI）技術通過深度學習和機器學習，能夠處理大量復雜的醫(yī)療數據，識別傳統(tǒng)診斷方法中難以察覺的細節(jié)。

針對AI能否提升診斷精確度的問題，哈佛醫(yī)學院攜手斯坦福大學、布萊根婦女醫(yī)院等頂尖科研機構在《自然》雜志上發(fā)表了一項癌癥診斷方面的革命性研究成果--CHIEF模型。

該模型采用弱監(jiān)督學習框架，從海量病理圖像中提取關鍵特征，實現(xiàn)了19種癌癥的高效診斷，準確率達到94%，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)深度學習模型。相比現(xiàn)有AI方法，CHIEF在性能上提升了36.1%，尤其在癌癥檢測、腫瘤基因變異分析及患者生存率預測等方面表現(xiàn)突出。通過分析病理圖像中的關鍵區(qū)域，CHIEF能夠精準識別不同癌癥類型，并預測與癌細胞生長相關的基因突變，為精準醫(yī)療提供了有力支持?！?】目前，許多醫(yī)院和醫(yī)療機構開始在臨床中廣泛運用AI模型。例如，英特爾在智能診斷領域與西門子醫(yī)療合作，利用AI進行心血管疾病診斷。通過DenseU-net模型，AI對心臟MRI圖像進行語義分割，自動識別心臟的各個結構，提升影像分析的準確性?！?】此外，江豐生物利用AI技術優(yōu)化宮頸癌篩查，通過卷積神經網絡提高診斷準確性。AI在醫(yī)學影像分析、病理診斷中展現(xiàn)出巨大潛力，能有效提高診斷精度。【3】

二、AI助力智能診斷

卷積神經網絡（CNN）在醫(yī)學影像分析中發(fā)揮著至關重要的作用，在它的作用下AI能夠自動識別影像中的病變區(qū)域，并為疾病的快速診斷提供支持。醫(yī)生只需將來自不同來源的數據，如醫(yī)學影像、電子病歷、基因測序結果等交予AI進行數據整合，基于對患者個體數據的深入分析，人工智能系統(tǒng)能夠更全面地理解患者的病情，從而給出更加智能的診斷。

最新的研究表明，OpenAI的o1-preview模型在醫(yī)學推理任務中表現(xiàn)出顯著優(yōu)于傳統(tǒng)醫(yī)生的能力，尤其在鑒別診斷、診斷推理和管理推理方面。研究評估了o1-preview在《新英格蘭醫(yī)學雜志》發(fā)布的143個臨床病理學會議（CPCs）病例中的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)其準確率達78.3%，遠超現(xiàn)有大語言模型和醫(yī)生。o1-preview不僅在復雜病例中表現(xiàn)優(yōu)異，還能準確選擇下一步檢查，達到了87.5%的正確率。研究指出，大語言模型（如o1-preview）已在某些醫(yī)學領域的推理上接近或超越人類能力?！?】

浙江大學研發(fā)的AI病理助手OmniPT是AI助力智能診斷的典型例子。該系統(tǒng)通過視覺與語言模型融合，實現(xiàn)病理圖像的快速分析，能夠在1到3秒內準確鎖定癌癥病灶區(qū)域，診斷準確率超過95%。OmniPT在胃癌、結直腸癌和宮頸癌等多種癌癥的臨床應用中表現(xiàn)突出，結合多任務協(xié)同分析技術，能夠同時完成癌癥分類、分割、檢測等多種任務。【5】

三、AI機器人輔助手術

AI機器人輔助手術通過智能算法和精準感知技術，極大提高了手術的精度和安全性。在復雜的手術過程中，機器人能夠通過高清影像和精確定位，幫助醫(yī)生更好地識別病灶，尤其是在難以接觸或深層部位的治療中表現(xiàn)出色。與傳統(tǒng)手術方法相比，機器人操作更靈活，能夠進行更細致的操作，減少人為誤差和手術風險。

此外，機器人輔助手術能減少患者的創(chuàng)傷和恢復時間，手術創(chuàng)口更小、并發(fā)癥更少，且由于其高效、精準，術后預后通常較好。AI的學習和適應能力使得機器人可以在不斷積累的經驗中優(yōu)化操作，提高手術成功率。

2024年，AI機器人輔助手術的研究取得了顯著突破。在香港人工智能與機器人醫(yī)療論壇上，中國科學院香港創(chuàng)新院AI中心與倫敦國王學院聯(lián)合實驗室展示了三項重要的AI手術機器人研究成果：GI-SoftTech軟體內窺鏡機器人系統(tǒng)，ESSENCE微創(chuàng)手術觸覺反饋技術，以及EpiNav外科手術規(guī)劃軟件。

GI-SoftTech通過柔性設計和高級驅動技術，提升內鏡檢查的安全性和智能化；ESSENCE技術實現(xiàn)了精準的微創(chuàng)手術觸覺感知；EpiNav結合AI大模型，為神經外科提供智能手術規(guī)劃，優(yōu)化手術流程。此外，AI中心還研發(fā)了MicroNeuro微創(chuàng)腦手術機器人，并推出了集成多模態(tài)技術的CARES Copilot手術大模型，提升了手術精度和效率。【6】

AI機器人輔助手術的臨床應用正在逐步展開。12月27日，貴州航天醫(yī)院成功開展全省首例機器人下經支氣管鏡肺活檢術和肺癌冷凍消融術。手術使用了支氣管鏡導航機器人，結合AI算法和全域感知技術，能夠精準定位并治療肺外周結節(jié)，減少并發(fā)癥，提高手術安全性。與傳統(tǒng)手術相比，機器人技術更易操作，能到達難以觸及的病灶部位，且手術微創(chuàng)、恢復快、療效確切。此技術為無法手術或高危肺結節(jié)患者提供了新治療選擇。【7】

寫在最后

當下，AI已經展現(xiàn)前所未有的潛力，在提升診斷精度，智能診斷以及手術機器人方面大顯身手。未來隨著技術進步和政策規(guī)范的完善，AI將多元的運用在精準醫(yī)療領域。通過提升數據保護、優(yōu)化算法透明度和加強醫(yī)生培訓，AI將推動醫(yī)療行業(yè)邁向智能化、精準化的新階段。

參考資料：

【1】Wang, X., Zhao, J., Marostica, E. et al. A pathology foundation model for cancer diagnosis and prognosis prediction. Nature 634, 970-978 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07894-z

【2】Intel Corporation, 2019. 西門子醫(yī)療為面向心臟病學的人工智能加速. [online] Available at:<https://www.intel.cn/content/www/cn/zh/service-providers/siemens-healthineers-accelerates-ai-for-cardiology.html> [Accessed 30 Dec. 2024].

【3】周武英, 2018. 英特爾與江豐生物攜手推動精準醫(yī)療發(fā)展. *經濟參考報*. [online] Available at: <http://www.jjckb.cn/2018-12/20/c_137685801.htm> [Accessed 30 Dec. 2024].

【4】Brodeur, Peter G., et al. Superhuman performance of a large language model on the reasoning tasks of a physician. 14 Dec. 2024, arXiv, https://doi.org/10.48550/arXiv.2412.10849.

【5】騰訊新聞, 2024. AI病理助手來了！浙大OmniPT上崗，3秒鎖定癌癥病灶，準確率超95%. [online] Available at: <https://news.qq.com/rain/a/20241216A053AY00> [Accessed 30 Dec. 2024].

【6】雷峰網. (2024年3月29日). 聚焦AI科技與醫(yī)療的跨學科融合，CAIR香港人工智能與機器人醫(yī)療論壇開幕. 雷峰網.https://www.163.com/dy/article/IUEMNPFH05118HA4.html

【7】貴州航天醫(yī)院. (2024, 12月30日). 貴州航天醫(yī)院成功開展機器人支氣管鏡肺癌冷凍消融治療術、活檢術. 貴州航天醫(yī)院公眾號. https://mp.weixin.qq.com/s/Tm7PTNpt4G6-njNY4rt5lg

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