2014 年，史丹佛大學啟動了“AI100”專案，即“人工智慧百年研究”。該專案集結了各領域頂尖的研究人員，旨在研究並預測人工智慧將如何發展，及其對人類和社會的影響。
“人工智慧+醫療保健”一直被視為極具發展潛力的新興領域。未來幾年，基於人工智慧的應用程式有望改善數百萬人的健康狀況和生活質量，並改進醫務工作者和患者之間的交流方式。
動脈網編譯了AI100報告中與醫療有關的部分，本文的主要內容包括：
臨床環境：AI助手幫助自動化問診流程；
醫療分析：管理臨床記錄和患者資料、自動影像解譯；
醫療機器人：人機工程學+智慧自動化；
數字醫療：利用生物識別技術，提供個性化建議；
老年護理：多項創新技術為居家生活提供便利。
“AI+醫療”的主要應用領域包括：臨床決策支援、患者監控和指導、輔助手術、患者護理的自動化裝置以及醫療保健系統的管理等。例如，利用社交媒體來推測可能存在的健康風險，利用機器學習來預測疾病以及透過機器人來輔助手術。
然而，如何獲取醫生、護士和患者的信任，如何消除政策、法規以及商業上的阻礙，這些都是需要解決的問題。與在其他領域一樣，資料都是關鍵的推動者。
從個人監控裝置加上移動應用程式、臨床環境中的電子健康記錄(EHR)到醫療機器人，研究人員不斷創新，在收集有用醫療資料方面，取得了巨大進步。
但事實證明，相關人員很難利用這些資料為單個患者和患者群體提供更精準的診斷和治療。過時的規章制度和激勵機制都阻礙了產品的研發和上市。
在龐大且複雜的醫療系統中，人機互動方式不完善以及技術應用存在困難和風險，都為人工智慧應用於醫療領域帶來了挑戰。透過減少或消除這些阻礙，加上不斷的創新，數百萬人的健康狀況就能得到改善。
臨床環境：AI助手幫助自動化問診流程
幾十年來，人工智慧驅動的臨床醫生助理這一概念不斷被提起。儘管有些“AI+醫療”的試點專案取得了成功，但目前的醫療系統在結構上仍然不能適應這一技術。
平價醫療法案中的激勵措施加速了電子健康記錄(EHR)在臨床實踐中的應用，但實施效果不佳，也讓臨床醫生對其有效性產生了質疑。其中存在的問題包括，一小部分公司控制著EHR市場，以及公眾普遍認為使用者介面不符合標準，比如醫生通常會忽略的彈出視窗。
由於以上問題以及監管方面的要求，透過人工智慧，利用EHR的資料進行分析的願景，在很大程度上仍未實現。
在未來15年，如果人工智慧發展迅速，加上足夠多的資料以及合適的系統，就有望改善臨床醫生的工作效率。目前，按照固定流程，患者會先對症狀進行口頭描述，然後醫生們再將症狀與已知疾病的臨床表現聯絡起來。
如果以上流程實現了自動化，那麼醫生可以監督問診過程，運用經驗和直覺來指導輸入過程，並評估機器的智慧輸出。醫生的“實踐”經驗仍將至關重要。而其中，最大的挑戰在於，如何將人性化的護理與自動化推理過程結合起來。
為了達到最佳效果，臨床醫生必須在一開始就參與進來，以確保系統的正常執行。目前，新一代醫生已經精通這些技術，並開始在移動裝置上使用專門的應用程式。與此同時，初級保健醫生的工作量會大幅度地增加。
但是，只要解決監管、法律和社會方面的問題，就能極大地改善臨床的分析，其中包括開發新的學習方法、透過自動分析科學文獻來建立結構化的推理模式、透過自由對話的形式來建立認知助手等。
醫療分析：管理臨床記錄和患者資料、自動影像解譯
人工智慧可以分析數百萬條患者臨床記錄，從而實現更準確、更個性化的診斷和治療。隨著全基因組測序成為患者的常規檢查，基因型-表型的相關性分析也將成為可能。
比如，可以透過類似群組分析，即找到“相似患者”，來決定治療方案。透過社交平臺以及傳統或非傳統的醫療資料，來決定患者分組。而每一組都有一個專門的系統進行管理，系統由醫療服務提供者以及自動推薦和監控系統組成。如果將這一技術應用於數億人的臨床記錄，就可能從根本上改善醫療服務。
此外，人工智慧技術也可以提供個性化的醫療服務，比如，透過可穿戴裝置自動獲取個人環境資料，以產生個性化的分析和建議。目前，ShareCare等公司正在將這一技術應用於醫療場景。
然而，想要實現快速創新，仍然需要克服許多困難。FDA在批准創新診斷軟體方面進展緩慢；HIPAA法案(健康保險攜帶和責任法案)要求保護患者隱私，這就為透過人工智慧技術使用患者資料設定了法律障礙。批准的藥物或產品可能會出現意料之外的負面影響，比如，用於分析藥物相互作用的移動應用程式會被禁止從患者記錄中提取必要的資訊。
總的來說，由於缺乏普適的隱私保護方法和標準，醫療領域的人工智慧研究和創新受到了阻礙。FDA遲遲沒有批准創新軟體，部分原因是無法權衡這些系統的成本與效益。如果監管機構(主要是FDA)意識到，上市後報告可以有效避免某些安全風險，那麼它們可能會更快地批准新的治療方式和干預措施。
幾十年來，自動影像解譯一直是一個極具發展潛力的領域。而這一領域取得的進展都引發了極大的關注，比如解譯大量標記較弱的影像(如從網路上擷取的大型照片)。在此之前，醫學影像的解譯並未取得如此大的進展。因為大多數醫學成像方式(CT、MR、超聲)本質上都是數字化的，影像都進行了存檔，而且有大型的、技術成熟的公司(如西門子、飛利浦、通用電氣等)專門從事成像研究。
但到目前為止，仍然存在一些障礙，限制了這一領域的發展。大多數醫院的影像檔案在過去十年才數字化。更重要的是，解決醫學問題，依靠的並不僅僅是識別影像中的東西，而是對其作出準確的判斷。而這些高風險的判斷都會受到嚴格的監管。
即使有了最先進的技術，放射科醫生可能還是需要檢視影像，因此其判定的結果仍不具有說服力。此外，醫療保健法規禁止跨機構的資料共享。因此，只有像Kaiser Permanente這樣的大型綜合醫療機構才能解決以上問題。
儘管如此，自動/增強影像解譯這一領域仍發展迅速。在未來15年，可能不會出現完全自動化的放射學，但對於影像“分流”或二級檢查的初步嘗試，有望提高醫學成像的速度和成本效益。
結合電子病歷系統，機器學習技術可大規模地應用於醫學影像資料。例如，幾個大型的醫療系統都存有數百萬名患者的檔案，每個檔案都有相關的放射學資料。另一方面，相關文獻表明，深度神經網路可以透過訓練分析放射學的資料，並且具有較高的可信度。
醫療機器人：人機工程學+智慧自動化
15年前，醫療機器人還只存在於科幻小說中。一家名為Robodoc的公司(IBM的子公司)開發了機器人系統，用於髖關節和膝關節置換等骨科手術。但該公司在商業上遇到了困難，最終公司倒閉，技術被收購。而最近，醫療機器人的研究和實際應用出現了爆炸式的增長。
2000年，Intuitive Surgical公司推出了達芬奇系統(the da Vinci system)，這是一種用於微創心臟搭橋手術的新技術，後來被用於治療前列腺癌。2003年，Intuitive Surgical與競爭對手Computer Motion合併。
目前，第四代 da Vinci系統，在人機工程學平臺上，可提供3D視覺化(相對於2D腹腔鏡)服務。它被認為是腹腔鏡手術的標準工具，每年使用近75萬次，為研究手術過程提供了新的資料平臺。
該系統將會對醫療人員如何參與護理過程進行更深入的學習，為各個領域的創新提供思路，其中包括新的儀器、影像融合以及新的生物標記物。此外，這個人機工程學平臺的成功也帶動了機器人手術領域的發展，其中比較有名的是Verb Surgical，它得到了Verily(原谷歌生命科學部門)和Ethicon(強生集團旗下一家醫療裝置公司)的投資。
與機器人技術有關的另一領域是智慧自動化。大約20年前，HelpMate公司發明了一種機器人，可以幫助醫院運送食物和病歷等物品。
最近，Aethon公司引進了TUG機器人，用於運送物資。但迄今為止，很少有醫院在這項技術上進行投資。然而，機器人技術在其他服務行業（如酒店和倉庫）被證明是實用且經濟的，比如，亞馬遜機器人公司(Amazon Robotics，原名Kiva)的創新應用。
在未來，各種醫療任務會因為機器人技術而變得更簡單，但不會實現完全自動化。
例如，機器人可以把物品送到醫院病房，但隨後仍需要人來將它們放在最終位置。在助行器的幫助下，患者可以更輕鬆地沿著走廊行走(但對於手術後康復的患者或老年患者來說，在擠滿裝置和患者的走廊上行走仍然很困難)。這些應用都表明，很多系統或技術都將涉及人與機器之間的密切互動。
自動化的發展將使人們對醫療過程有新的認識。從以往的應用來看，機器人技術並不是一門由資料驅動或面向資料的學科。然而，隨著(半)自動化應用到醫療保健領域，這種情況正在發生變化。
隨著患者護理平臺的上線，量化和預測分析就建立在這些平臺提供的資料之上。而這些資料將用於評估質量、識別錯誤以及改進效能。簡而言之，這些平臺將過程與結果聯絡起來，使真正的醫療“閉環”成為現實。
數字醫療：利用生物識別技術，提供個性化建議
到目前為止，基於證據的醫療分析都依賴於傳統的醫療資料，主要是電子病歷。在臨床環境中，人工智慧可以帶來新的解決方案。例如，TeleLanguage讓臨床醫生能夠在AI助手的幫助下，與多位患者同時進行溝通並提供治療。Lifegraph可以從患者智慧手機收集的資料中，提取行為模式併發出警報，以色列的精神病學家已經利用相關產品，來檢測患者的早期症狀。
隨著移動計算的發展，與“生物識別技術”相關的平臺和應用程式將會不斷出現。目前，已有成千上萬的移動應用程式可以提供資訊，矯正行為或者識別“相似患者”。這些應用程式，加上專業化的運動追蹤裝置（如Fitbit）以及家庭環境和健康監測裝置之間的連線，將會給醫療領域帶來創新。
透過結合社會資料和醫療資料，一些應用程式可以從捕獲的資料中進行分析、學習和預測。雖然它們的預測相對簡單，但這種資料和功能的融合可能會催生創新產品。比如某款運動應用程式，它不僅會提出鍛鍊計劃，還會建議最佳鍛鍊時間，並提供指導，讓你堅持鍛鍊計劃。
老年護理：多項創新技術為居家生活提供便利
在未來的15年裡，美國的老年人口將增長50%以上。美國勞工統計局預測，家庭健康助理人數在未來十年將增長38%。老年護理領域的創新應用包括，互動和通訊裝置、家用健康監測裝置、運動輔助工具(如助行器)等。但在過去15年中，這一領域的發展卻比較緩慢。
隨著各種創新應用的出現，老年人對科技的接受程度也會發生改變。目前，70歲的老年人，可能在中年或更晚的時候，才第一次體驗到個性化的資訊科技，而50歲的人對新技術的接受度更高。
因此，人工智慧有巨大的市場潛力，可用於改善老年人的身體、情感、社會和精神健康。
生活品質與獨立性
自動化交通工具幫助老年人更好地獨立生活，並擴大他們的社會視野
資訊共享將幫助家人之間的溝通，預測性分析可能被用來推動家庭的積極行為，比如提醒他們“給家裡打電話”
家用智慧裝置將在需要時幫助進行日常活動，如做飯。如果機器人的操作能力提高，還可以幫助穿衣和洗漱
健康
監控活動的移動應用程式，加上社交平臺，將為保持身心健康提出建議。
透過家庭健康監測並提供健康資訊，能夠檢測情緒或行為的變化，並提醒護理人員。
個性化的健康管理
治療方法和裝置
助聽器和視覺輔助裝置將減輕聽力和視力損失帶來的負面影響，為老年人提供更安全的環境，改善與社會之間的聯絡
個性化的康復和家庭治療將減少住院或護理設施的需要。
輔助裝置(智慧步行器、輪椅等)將擴大體弱者的活動範圍
研究人員預計，低成本的感測技術將發展迅速，為老年人的居家生活提供便利。除了感測技術，整個智慧系統還將涉及多個領域，比如自然語言處理、推理、學習、感知和機器人。
【參考資料】
https://ai100.stanford.edu/sites/default/files/ai_100_report_0831fnl.pdf
封面圖片來源：https://www.stanford.edu/