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[转载]《香山科学会议•中医药系列》(5):人工智能与中医药学

已有 664 次阅读 2022-1-16 10:10 |个人分类:思考中医|系统分类:科研笔记|文章来源:转载

674:人工智能与中医药学

——香山科学会议第674次学术讨论会综述

人工智能技术赋能医疗产业,不仅使医疗成本降低、效率提升、效果增强,而且带动整个医疗产业链发生新变化,也为中医药的发展带来了前所未有的机遇。人工智能运算过程与中医学思维模式有相似之处,均注重整体、强调动态开放,重视经验、关注预测推理,将人工智能技术应用于中医药,可为中医药原创思维的创新发展提供崭新策略。大数据整合分析技术的运用将为中医药的科学性提供客观有力证据,同时提高中医临床诊疗水平和决策能力。探索中药研发和生产的智能化,则有助于整体提升研发效率和产业发展水平。人工智能与中医药的有机融合,是中医药传承、发展和创新的必由之路,也是我国人工智能研究领域参与国际竞争的特色优势之一。

为梳理智能中医药研究现状与存在问题,结合中医药传承、创新、发展的关键问题与实际需求,探讨人工智能技术应用于中医药领域的未来方向,香山科学会议第674次学术讨论会“人工智能与中医药学”于2020918日在北京召开。会议聘请清华大学医学院程京教授、中国科学院自动化研究所蒋田仔研究员、海南大学骆清铭教授、温州医科大学李校堃教授、北京中医药大学东直门医院商洪才研究员担任本次会议的执行主席。来自全国20余家单位的40余名专家学者应邀出席了会议。会议围绕(1)人工智能与中医学;(2)人工智能与中药学等中心议题进行了深入讨论。

程京教授做了题为“AI与中医药的结合尝试”的主题述评报告。他认为中医药人工智能可以从大数据、算法和计算三个层面加以理解。中医药大数据涉及中医四诊、中医辨证施治和中药方剂等方面,是数据驱动的中医药AI的基础。以数据挖掘、机器学习和深度学习为代表的算法可以针对中医药大数据,构建各种以应用为导向的模型。依托于云计算和超算中心的计算能力,是保证算法得以实现的IT基础。大数据、算法和计算三者之间互为支撑,同时辅以5G和物联网技术,形成移动互联的中医药AI体系。该体系将会实现“三化”,一是数字化,实现中医药大数据的客观标准量化;二是模型化,实现自动式的中医诊断、治疗和中药创制;三是智能化,将模型进行多模态整合,实现贯穿中医药各领域的智能集群。据此他在中医诊断智能化和中药创制智能化方面进行了初步探索:一是对隶属于中医望诊中的目诊进行发掘和提升,实现智能化望目诊病;二是在分子水平对中药进行解析和完善的分子版《本草纲目》。以上研究为中医药现代化研究提供了新思路、新策略,对于中医药科学内涵解析、国际化和传承创新具有重要意义。

一、人工智能与中医学

蒋田仔研究员做了题为“人工智能与医学:研究进展与发展趋势”的中心议题评述报告。他介绍了人工智能与医学融合的重要领域及一些代表性的进展,重点介绍人工智能在脑卒中、脑外伤以及各种突发性脑疾病为代表的神经急危重症诊疗中的应用,特别是人工智能在应用于急诊、重症监护、康复与护理等多个连续医疗场景时所面临的挑战和可能的解决方案,分析了人工智能与医疗融合的发展趋势。大数据驱动的智慧医疗时代已经来临,智慧医疗是人工智能的超级应用场景,医疗大数据的规范采集和标注、智能处理和人机协同系统是智慧医疗的三大挑战,人工智能将重塑现有医疗健康服务体系和医患关系,机遇与挑战并存。

骆清铭教授做了题为“全脑介观神经连接图谱的光学成像”的中心议题评述报告。他认为获得正常或病理模型下特定神经环路精细图谱,对研发脑重大疾病的早期诊断、精准干预(包括病前干预和疗后康复)的新技术、新方法至关重要。脑空间信息学(Brainsmatics)旨在将脑作为一个完整的系统,顺应智能技术发展需求,以脑科学、系统科学和信息科学的基本理论为指导,运用新兴的全脑高分辨精准空间定位与成像方法,同时结合多种前沿脑科学研究技术,标记、获取、分析和可视化具有明确空间尺度和位置的精细脑网络结构与功能信息,从大数据中提取跨层次、多尺度的脑连接时空特征,揭示感知、情感和意识等脑连接空间信息机理,从而促进脑健康与智能技术的跨越式发展。脑空间信息学有助于促进中医基础理论的发展,具有广阔应用前景。

与会专家还分别做了题为“病机主导的中医临床个体化疗效智能评价” 、“联邦迁移学习及其中医精准量化评估应用”的专题报告。。

在随后的讨论中,与会专家指出目前应用人工智能技术研究中医药主要存在以下几个问题:①“量化”、“标准化”非常重要,中医设备研发方面“量化”做的不够,在“量化”基础上更重要的是赋予其中医意义。②机器采集的多模态数据,其权重问题如何解决?③中医如何做好“活态传承”?关键是通过大数据和相关设备将老中医经验或理论进行“物化”。④针对经络实质的研究,国家设立了两次“攀登计划”,其思路大多是从形态角度出发寻找经络的物质基础,现今可以考虑应用最新的技术手段,从功能状态角度去探索。

与会专家认为我们目前的中医药现代化工作,多是解释性、翻译性质的,即源于中医药,回归中医药。我们要守正创新,不仅要把老祖宗的好的方药、理论传承下来,更深的层次是一定要坚持包容、开放,否则中医药不能如此博大精深、有这么丰富的治疗手段。这也是未来实践医学中,中医药应该贡献的力量和智慧。

二、人工智能与中药学

暨南大学姚新生教授做了题为“人工智能与中药学”的中心议题评述报告。中药学相关数据的收集、整理、存储、数字化,构建相应的网页数据库,形成“大数据”,并利用人工智能技术进行分析和运用,达到“数据指导实验,实验丰富数据”的良性循环。人工智能技术将带来新一波的技术革新。中药学相关的不同领域包括中药信息学、中药鉴别、中医诊断、中医药健康管理等都将迎来全新发展。中药的药效物质基础研究和中药的智能制造作为中药现代化的两大主题,借助人工智能技术必定能带来新的生机与活力。

与会专家还分别做了题为“中医药系统论观点与数据驱动的智能研究方法”、“中药复杂成分分离制备与结构鉴定自动化”的专题报告。

在随后的讨论中,与会专家认为在中医药领域,最大的挑战还是来源于数据。虽然我们有很大量的数据,比如方药、病例等,但是这些数据不规范、不标准,而且是经验,这实际上不是大数据,仅是数据多而已。与会专家建议将人工智能技术应用于中医药领域可优先从以下几个方面着手:①目前应用人工智能手段的名老中医传承研究相对少,不能将名老中医的思维过程进行展示;从应用服务角度,应当积极开发中医临床决策辅助系统,服务基层、边远地区,满足临床所需。②中医临床评价方面,如何体现中医特点的评价?中医更重视患者自我体验,以及健康指标的改善,不是单一疾病指标的改善。在连续、动态信息采集下进行疗效评价就格外重要和关键,所涉及数据量一定非常大,在处理形式上必须借助人工智能的手段和方法。③中药新药研发过程中,药物设计是否能借助人工智能,研发出物质基础明确,作用靶点相对清晰的创新药。中药构成复杂,作用于多靶点,这对人工智能也是新的领域和挑战。这些方法一旦通过,对新药创制能力会有非常好的提升作用。

与会专家还指出中药真正发挥疗效的往往是炮制品,关于炮制品的化学研究是比较薄弱的,以后这方面应该要加强,而且在中药化学成分数据库建设时也是要考虑的。

专家还指出中医药信息的数据库一定要掌握在我们自己手里,同时还要保证数据安全。需要从国家层面统筹设计构建,比如植物转录组有很多人在做,但是各做各的,其实测序后应当组织把这些数据存入数据库。

专家提出中国的中药、方剂积累非常多,但更重要的是要精确、准确。因此需要系统梳理相关信息,特别需要将已有的数据成果进行共享与利用。中医药最大的问题就是开放、包容的心胸,否则,数据很难形成规模。

专家认为将人工智能引入中医药未来一定是大有可为的。不管是中医人,还是西医人,不跳出学科概念,难以获得颠覆性发展。

专家还强调人们对健康的需求更为迫切,中医智能化发展的瓶颈亟待突破,中医与新一代人工智能的先进技术结合是必然趋势,提出三点的建议:一是方法上,中医诊断智能化研究方面如何做到多学科融合?中医医理和AI算法如何结合?智能算法的可解释性都是要思考的,尤其要从中医医理上考虑哪些临床信息需要数据化、量化。二是基础数据库的建立,中医智能诊断要精准,规范的数据库是必须的。我们已经积累了二三十万数据,希望可以公开放到一个平台上来做,大家都可以应用同一批数据研究算法,这样算法模型有可比性。三是临床应用,中医辨证是很灵活的,包括不同中医、不同流派,而人工智能如何实现灵活性?在共性基础上如何把个性做好是值得思考的问题。中医诊断设备做这么多年,但为什么临床应用比较少,主要还是缺乏灵活性,比如将不同医家经验融合。应用层面中医诊断设备总是被质疑准确性怎么样?中医诊断设备需要鼓励使用,用的时候才能不断发现问题,不断改进。评价方面,“四诊”信息里要发掘有哪些指标是可以量化的,比如舌象的改变也可用于药物疗效的评价,值得研究开发。

人工智能对中医药行业发展将会起到颠覆性作用。中医本身的方法学和规律如果还按原来的思路,难以产生新的知识,人工智能和信息化的融入有助于利用更多信息,减少片面性。人工智能技术应用于中医药的瓶颈在哪里?主要有两个方面:①数据化瓶颈。一方面对于体征这类既往主观性描述的信息,应当用更加客观、精确的数据表示,将以往的粗分类转化为纯数据非常重要,否则无法与现代医学在数据上实现融合,进而实现诊疗模式的颠覆性发展。另一方面则是数据与技术的共享,为我所用。②算法瓶颈。不能纯粹依赖数据计算,以往已经形成的有效经验和理论应当发挥指导作用,从而更快捷实现智能中医药发展。

专家还提出:①人才培养方面,在学生培养计划中加入多学科交叉课程(以人工智能为代表),促进新医科教育改革。②真实诊疗环境下,临床病历所提供的信息难以直接为大数据分析所用,另一方面受到医保政策限制,一定程度上影响了对传统中医药的使用。③应当用成熟的中医理论去指导人工智能,而不是用人工智能再去证实我们的中医理论。

三、共识与建议

本次会议专家一致认同人工智能与中医药结合,有助于继承、发扬中医药传统理论与实践规律,有助于研究创新、应用转化和对接现代医学,更好服务于医疗卫生事业与人民健康。同时号召中医药以更加开放、包容的心态,积极应用多学科方法技术,不求所有,但求所用。

1.关于人工智能如何与中医药结合

人工智能对中医药行业发展会起到颠覆性作用。可优先着手将人工智能技术应用于中医经验传承、中医诊疗设备研发、中医临床评价、中药新药创制等领域。人工智能与中医药的结合,要关注算法的可解释性问题,不能纯粹依赖数据计算,而应当基于中医原创思维,恰当应用人工智能理论和方法进行学习,从而更快捷地实现智能中医药发展。

2.关于中医药领域应用人工智能技术存在的问题

人工智能学习的基础是数据,然而中医药在数据量化、标准化以及数据整合利用、开放共享方面均存在不足。须加强顶层设计,从国家层面统筹中医药数据库建设与数据共享,实现从“粗分类”到“纯数据”的转变。

3.关于智能中医药学科的良性发展

智能中医药属于新兴的交叉学科领域,因此必然面临很多复杂的问题,需要不断深化认识。中医药人应以更加开放、包容的心胸,着手设计、深化后续研究工作,搭建智能中医药学术交流平台以及政府-科研院所-医院-企业协同创新的研发体系,依托国家级项目,在实践中探索多学科交叉型人才的培养模式,系统性梳理智能中医药学的关键问题和技术。

资料来源:香山科学会议网

http://www.xssc.ac.cn/waiwangNew/index.html#/xsscNew/homeNew



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