在医疗健康领域,个性化治疗正逐渐成为新的趋势。随着人工智能技术的飞速发展,尤其是生成式人工智能的兴起,精准医疗迎来了前所未有的发展机遇。
在患者风险评估方面,AI的应用正取得前所未有的进展。例如,通过统计基因组学和机器学习模型,研究人员能够在复杂数据中挖掘特征,将某些基因与表明癌症风险增加的特定体细胞突变联系起来。这不仅提高了风险评估的准确性,还有助于早期疾病的识别和预防。
在筛查方面,AI算法,尤其是深度学习技术,如卷积神经网络,在分析医学图像方面显示出巨大的潜力。例如,麻省理工学院和马萨诸塞州总医院联合开发的“Mirai”深度学习模型,能够使用乳房X光检查数据提前五年预测潜在的乳腺癌患者。
在诊断领域,通过从电子健康档案数据、临床笔记等提取相关信息,AI有助于临床医生做出更准确和及时的诊断。例如,Fabric GEM算法,由犹他大学医院、Fabric Genomics和雷迪儿童医院共同开发,用于新生儿遗传病诊断,显著提高了诊断的准确性和速度。
在预后方面,AI通过分析预后生物标志物、疾病影像等数据,增强了对疾病进展、严重程度的评估。例如,Renalytix的KidneyIntelX™平台,基于AI算法,帮助医生了解慢性糖尿病肾病早期患者五年内肾功能衰竭的速度。
在治疗选择方面,通过AI预测患者对特定治疗的反应、确定潜在的药物靶点,优化治疗方案。ArteraAI前列腺测试就是一个例子,它通过多模态人工智能架构,结合临床和组织病理学影像数据,识别可能可以进行强化治疗的局部前列腺癌患者。
在监测方面,AI帮助医生监测治疗效果和安全性,预测副作用变化。例如,佛罗里达大学的研究人员开发的基于AI的工具,能够预测急性淋巴细胞白血病患者产生化疗药物毒性的风险。
3. 在精准医疗中使用人工智能的关键考虑因素
图3:联邦学习模型应用(资料来源:“挖掘用于机器学习的分布式健康数据”(Unlocking Distributed Health Data for Machine Learning),《白皮书》,integrate.ai)随着人工智能在精准医疗中应用的不断深化,企业应对自学人工智能、生成式人工智能以及(可能最关键)联邦学习加以考虑。
4. 医疗机构、企业如何破局?
尽管人工智能在精准医疗中的应用前景广阔,但也面临着一些有待解决的挑战,从而对人工智能大范围应用形成不同程度的阻碍。包括监管合规、基础设施保障、数据隐私、伦理道德等等。
首先是监管与合规。随着精准医疗的日益普及,数据管理和应用变得越发复杂,医疗机构、企业等不同主体可能面临更多的违规和处罚。应提前做好准备,全面了解政策、标准与法律法规,遵守与患者数据共享和数据隐私相关的合规要求。
第二,实现机构间数据共享,一方面依赖于政策引导和支持,另一方面,在数字化基础设施和平台建设方面加大投资也至关重要。同时,生成式人工智能需要强大的算力,在高性能计算以及数据存储和开发工具等领域的投资或将成为热点。
第三,数据隐私与道德考量是在医疗的任何环节都不断强调的话题。在精准医疗中,患者的隐私和知情同意权必须得到尊重,并且有助于确保训练数据集不会进一步导致人工智能偏见。透明的数据处理和分析方案,对于维护个人对数据自主性和机密性至关重要。同时,数据必须用于预期目的,避免被不当使用。
第四,在精准医疗生态中,企业、医疗机构、科研人员等在内的各利益相关方需密切合作,以共同开发利用必要的数据,从而辅助临床实施,不断扩大人工智能应用规模。
结语
精准医疗与人工智能的结合,预示着个性化医疗健康新时代的到来。通过深入分析个体的遗传信息和生活方式,结合人工智能的强大数据处理和模式识别能力,能够为患者提供更为精准和个性化的治疗方案。然而,要实现这一目标,必须克服上述多方面的挑战。通过跨学科合作、政策制定和技术革新,从而推进更快速、以患者为中心的个性化医疗。