機器學習在醫(yī)療領域應用的當下與未來
機器人手術
達芬奇機器人在機器人手術領域備受關注。外科醫(yī)生通過操縱靈巧的機器人臂,實現(xiàn)在緊湊的空間做精細的外科手術。
雖然并非所有機器人手術都涉及機器學習,但一些系統(tǒng)會使用計算機視覺(借助機器學習)來識別距離或特定的身體部位(以毛發(fā)移植手術為例,識別移植到頭上的毛囊)。此外,機器學習在一些情況下用于接受操控人員下達的指令時,能夠穩(wěn)定機器人臂的運動和移動。
機器學習未來在醫(yī)療領域的應用
下面是機器學習在醫(yī)療領域日益流行起來的幾種應用。
個性化醫(yī)療
如果你的孩子拔掉了智齒,醫(yī)生可能開給他們一些止痛藥維柯丁(Vicodin)。若有尿路感染(UTI),可能還會開復方新諾明(Bactrim)。但愿在不太遙遠的將來,很少有患者會被醫(yī)生開相同劑量的藥物。事實上,如果我們對患者的遺傳特征和病史有足夠的了解,很少會給患者開完全相同的藥物。
在將來,個性化醫(yī)療讓每個人的健康建議和疾病治療方法都基于其病史、遺傳譜系、以往病情、飲食、壓力水平及更多因素來定制。
雖然這一般適用于小毛病,但也可能會在高風險情況下帶來重大影響,比如根據(jù)人的年齡、性別、種族、基因構成及更多因素來決定要不要進行化療。
自動治療或建議
在Medtronic和IBM共同制作的糖尿病視頻中,Medtronic的Hooman Hakami表示,Medtronic希望在某個時候讓其生產(chǎn)的胰島素檢查泵可自主運行,監(jiān)測血糖含量,根據(jù)需要注射胰島素,同時不干擾用戶的日常生活。
當然,這只是宏大的自主治療藍圖的一個縮影。設想一下:機器可以通過跟蹤患者血液、飲食、睡眠和壓力等方面的數(shù)據(jù),調(diào)整止痛劑或抗生素的劑量;一個小型廚房臺機器學習“代理”可能會發(fā)放藥片,監(jiān)測你服用了多少藥片。如果你的病情看起來很糟糕,或者沒有遵照其指示,就打電話給醫(yī)生,而不需要靠專門的人來記住服用多少藥丸。
將如此大的權力交到算法的“手里”面臨不可小視的法律制約。與醫(yī)療界其他任何創(chuàng)新一樣,任何類型的自主治療都可能面臨一條漫長的道路,以證明其可行性、安全性及相對其他治療方法的優(yōu)越性。
健康預防與干預
Orreco和IBM最近宣布了提高運動表現(xiàn)的合作項目,IBM在2016年1月就與Under Armour建立了類似的合作關系。雖然西方醫(yī)療界把重點主要放在治療和改善疾病上,但現(xiàn)在非常需要積極主動的健康預防和干預,而第一波物聯(lián)網(wǎng)設備(尤其是Fitbit)正在推動這些應用。
可以想象,預防疾病或提高運動表現(xiàn)不會是促進健康應用軟件的唯一用途。機器學習可能用來跟蹤員工績效或職場壓力大小,并且用于積極改善高危人群癥狀(不僅僅減輕癥狀或病后康復)。
自主機器人手術
目前,像達芬奇這樣的機器人主要是外科醫(yī)生用來提高靈活性和操縱能力的工具。未來,機器學習可用于結合達芬奇等設備里面的可視化數(shù)據(jù)和運動模式,以實現(xiàn)機器人熟練地做手術。
機器最近有了這種能力:在一些類型的視覺藝術和繪畫方面,能夠模擬超越人類的技能。如果可以訓練機器來模仿凡高或畢加索卓越的創(chuàng)意能力,我們可以想象:如果給予足夠的訓練,這類機器可以“汲取”足夠的髖關節(jié)置換手術,最終在任何人身上做這個手術,比任何醫(yī)生團隊做得還要好。(Daniel Faggella)

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