關(guān)注人工智能時(shí)代的眼科學(xué)發(fā)展
發(fā)布時(shí)間：2018-10-11 17:42:52 文章來(lái)源：轉自中華醫學(xué)會(huì ) 人氣：
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摘要:
眼科學(xué)是一門(mén)高度依賴(lài)技術(shù)發(fā)展的學(xué)科。人工智能的發(fā)展是一場(chǎng)新的技術(shù)革命。本文通過(guò)介紹人工智能在人們日常生活和醫療活動(dòng)中的應用現狀及其發(fā)展前景，提示人工智能極有可能從根本上改變眼科工作的面貌，全方位影響現代眼科學(xué)的發(fā)展。指出眼科醫師應當積極關(guān)注人工智能技術(shù)的發(fā)展，并且由少及多、由淺及深，盡最大可能利用人工智能技術(shù)，促進(jìn)眼科學(xué)的新發(fā)展；并且應當尋求與開(kāi)發(fā)人工智能的研究機構合作，與人工智能工程師合作，使人工智能技術(shù)應用于眼科學(xué)盡快成為現實(shí)。
自2017年以來(lái)，有關(guān)人工智能的報道屢屢出現在報紙和電視節目中。AlphaGo與我國"世界圍棋第一人"柯潔九段間的人機大戰備受矚目，柯潔連輸3局，這一充滿(mǎn)戲劇性的場(chǎng)景似乎充分反映了人工智能超乎人類(lèi)想象的強大能力。事實(shí)上，人工智能時(shí)代已經(jīng)向我們走來(lái)，人工智能已經(jīng)深入到我們的日常生活中。智能手機已經(jīng)被廣泛使用；人工智能產(chǎn)品"小冰"能夠寫(xiě)出不亞于詩(shī)人的新詩(shī)；"數學(xué)高考機器人"可以挑戰高考數學(xué)試卷而獲得高分；"無(wú)人駕駛"的汽車(chē)已經(jīng)上路；有些地方甚至為了防止人們過(guò)多使用廁紙，而應用人工智能制成了"人臉識別廁紙機"。誕生于62年之前的人工智能在互聯(lián)網(wǎng)和大數據的推動(dòng)下，正在成為下一股新的技術(shù)革命浪潮，將會(huì )深刻改變我們生活的各個(gè)方面。
我國眼科界在人工智能浪潮襲來(lái)之時(shí)并沒(méi)有沉默，而是采取積極的態(tài)度來(lái)面對。中山大學(xué)中山眼科中心于2017年5月召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì )，公布了研發(fā)眼科人工智能診斷和治療系統的消息，開(kāi)啟了我國眼科界應用人工智能的先河。他們利用深度學(xué)習算法，建立了CC-Cruiser先天性白內障人工智能平臺，模擬人腦對大量先天性白內障圖片進(jìn)行分析和深度學(xué)習，不斷反饋提高診斷的準確性。隨后將該程序嵌入到云平臺，通過(guò)云平臺上傳圖片，即可獲得先天性白內障的診斷、風(fēng)險評估和治療方案。2017年6月，愛(ài)爾眼科醫院集團也宣布成功研發(fā)了眼科智能診斷系統，對糖尿病視網(wǎng)膜病變和AMD的診斷準確率已達到93%以上，大幅度提高了醫師臨床診斷的準確率和工作效率；而且提出將人工智能與眼科醫療結合，既是滿(mǎn)足大量眼底病患者的現實(shí)需要，更是我國眼科行業(yè)在全球后來(lái)居上的潛在優(yōu)勢。谷歌正在開(kāi)發(fā)一種人工智能算法，可以像專(zhuān)家一樣識別眼病的共同特征，其可查看視網(wǎng)膜圖像，然后像訓練有素的眼科醫師一樣檢查糖尿病視網(wǎng)膜病變。這種技術(shù)與谷歌用來(lái)標記數百萬(wàn)網(wǎng)絡(luò )圖片時(shí)使用的機器學(xué)習技術(shù)異曲同工，表明人工智能不久后將會(huì )給醫療技術(shù)帶來(lái)重大革命。
對于人工智能的發(fā)展狀況，我國極大多數眼科醫師并不熟悉，甚至根本不了解。事實(shí)上其發(fā)展已持續了幾十年。近年來(lái)在互聯(lián)網(wǎng)和大數據發(fā)展的推動(dòng)下，我國人工智能發(fā)展的速度越來(lái)越快，成果越來(lái)越明顯?！度嗣袢請蟆吩?017年5月30日的題為"人工智能，中國或領(lǐng)跑世界"文章中指出，2016年中國人工智能產(chǎn)業(yè)規模增長(cháng)率達到43.3%，突破100億元，預計2017年為152.1億元，2019年增長(cháng)至344.3億元。中國人工智能專(zhuān)利申請數累計達到15 745項，位列全球第二。更為重要的是，發(fā)展人工智能已經(jīng)寫(xiě)入2017年中央政府工作報告，這表明了國家對發(fā)展人工智能的積極態(tài)度。
什么是人工智能？要完全弄清楚這個(gè)問(wèn)題并不容易。簡(jiǎn)單而言，人工智能是一門(mén)綜合了計算機科學(xué)、生理學(xué)、哲學(xué)的交叉學(xué)科。凡是使用機器代替人類(lèi)實(shí)現認知、識別、分析、決策等功能，均可以認為使用了人工智能技術(shù)。人工智能的一個(gè)重要特點(diǎn)是其是一個(gè)具有智能特性的人造系統，它所產(chǎn)生、輸出的內部運算過(guò)程是人類(lèi)智能無(wú)法解析的。人工智能與自動(dòng)化并不是相同的概念，前者是一種革命性、更高級別的智能系統。人工智能將會(huì )深刻改變傳統行業(yè)。在語(yǔ)音識別方面，其準確率已經(jīng)達到99.7%。人工智能結合的機器人已經(jīng)擁有對話(huà)功能，可以聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)、譯。在金融領(lǐng)域，人工智能已經(jīng)在風(fēng)險控制、信貸決策、保險定價(jià)、服務(wù)推薦、客戶(hù)服務(wù)等方面大顯身手。在制造領(lǐng)域，人工智能機器人的應用遍及汽車(chē)制造、工程機械、食品行業(yè)等?？傊?，人工智能將會(huì )深刻改變人們的學(xué)習、工作和生活。
醫療是人類(lèi)生活和社會(huì )進(jìn)步的一個(gè)極其重要的方面?？茖W(xué)史上每一個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步都與醫療行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重要關(guān)聯(lián)。人工智能作為一種技術(shù)，對醫療的影響將會(huì )是全方位，其將改寫(xiě)整個(gè)醫療行業(yè)?，F在我們已經(jīng)看到了人工智能再造醫療的曙光，例如神經(jīng)假體可以使腿部癱瘓的猴子重新行走；"納米魚(yú)機器人"可以輕松地將止痛藥物傳輸到身體的指定部位；國際商業(yè)機器（IBM）公司的Watson機器可以通過(guò)大數據和人工智能幫助人類(lèi)分析腫瘤等疑難疾病。生物大數據改變著(zhù)醫學(xué)研究和制藥行業(yè)。
眼科學(xué)是一門(mén)高度依賴(lài)技術(shù)發(fā)展的學(xué)科?，F代眼科學(xué)的發(fā)展充分利用了機械、電、磁、聲、光等技術(shù)。今天我們在眼科領(lǐng)域引以為豪的眼底照相技術(shù)、超聲乳化器、超聲活體顯微鏡以及準分子激光器、飛秒激光器等，無(wú)一不是充分利用了科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的結果?，F代眼科學(xué)的發(fā)展也應當適應新的技術(shù)發(fā)展。人工智能是繼蒸汽革命、電氣革命、信息技術(shù)革命之后的又一場(chǎng)新的技術(shù)革命，必將從根本上全方位影響現代眼科學(xué)的進(jìn)展。眼科醫師應當以巨大的熱情，積極地關(guān)注人工智能技術(shù)的發(fā)展，并且由少及多、由淺及深，盡最大可能利用人工智能技術(shù)，促進(jìn)眼科學(xué)的新發(fā)展。
當然，在眼科學(xué)中應用人工智能不應當趕時(shí)髦、裝門(mén)面，淺嘗輒止，而是要實(shí)質(zhì)性推動(dòng)現代眼科學(xué)的新變革。雖然在眼科領(lǐng)域應用人工智能已經(jīng)開(kāi)始，但從總體情況看，僅僅是剛剛開(kāi)始。當我們進(jìn)入人工智能時(shí)代后，充分利用人工智能技術(shù)發(fā)展眼科學(xué)研究，對于當代眼科人來(lái)說(shuō)是"天賜良機"。我們應當充分利用這樣的時(shí)機和技術(shù)，使現代眼科學(xué)發(fā)生根本性變革。我們也應當理性地分析如何盡快地使人工智能技術(shù)在眼科學(xué)研究中結出豐碩的成果。在以往的技術(shù)革命中，我們經(jīng)歷的都是自己去學(xué)習和適應機器，而人工智能時(shí)代將會(huì )是機器主動(dòng)來(lái)學(xué)習和適應人類(lèi)。就眼科醫師而言，極大多數人并不熟悉和掌握人工智能技術(shù)，要想充分利用人工智能技術(shù)，就必須尋求與開(kāi)發(fā)人工智能的研究機構合作，與人工智能工程師合作。在這樣的合作中，眼科學(xué)應用人工智能技術(shù)會(huì )有兩種途徑，即人工智能+眼科學(xué)和眼科學(xué)+人工智能。人工智能+眼科學(xué)是指從事研究和開(kāi)發(fā)人工智能產(chǎn)品的機構和人員將人工智能技術(shù)的應用延伸到眼科學(xué)中。由于現代眼科學(xué)已經(jīng)是一個(gè)十分龐大的系統，非眼科人員要想了解眼科學(xué)對人工智能技術(shù)的需求并不是件易事，更何況要使人工智能真正在現代眼科學(xué)中發(fā)揮積極作用，就更不是件容易的事。因此，人工智能+眼科學(xué)的途徑對于在眼科學(xué)中加速應用人工智能技術(shù)并不是理想途徑。眼科學(xué)+人工智能則是指我們眼科醫師應當積極主動(dòng)地利用人工智能技術(shù)產(chǎn)生的新的無(wú)限可能性來(lái)變革我們的眼科學(xué)，根據眼科學(xué)不同領(lǐng)域的任務(wù)，提出需求，加強與人工智能工程技術(shù)人員合作，爭取資金，使人工智能技術(shù)在眼科學(xué)中的應用成為現實(shí)。顯然，這是一條有可能最大限度動(dòng)員廣大眼科醫師參與人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)應用的途徑，我們應當盡量采取這一途徑，但是也不應放棄人工智能+眼科學(xué)的途徑，如果有從事人工智能技術(shù)開(kāi)發(fā)的機構和人員主動(dòng)開(kāi)發(fā)眼科學(xué)的項目，我們也須積極支持。
人工智能在眼科學(xué)的應用將是相當廣泛且有可能實(shí)現?？梢詮囊韵聨讉€(gè)方面著(zhù)手：（1）接待患者，收集病史。人工智能和機器人可以耐心、禮貌、仔細地做好這些工作，并且依據收集的病史進(jìn)行分析整理，提出初步的診斷疾病的線(xiàn)索和途徑。（2）輔助眼科常用檢查。許多眼科檢查花費了大量人力，如測量視力、眼壓等部分檢查工作完全可以讓人工智能和機器人來(lái)完成。即使檢查操作比較麻煩的前房角鏡檢查，也完全可以讓人工智能和機器人來(lái)完成。（3）閱讀各種影像學(xué)資料。眼科臨床有大量的各種類(lèi)型的影像學(xué)資料，處理這些資料常常要花費大量人力和時(shí)間。從目前人工智能技術(shù)的應用來(lái)看，處理影像學(xué)資料并非難事。（4）輔助診斷和治療。人工智能和機器人可以根據收集的病史、檢查結果以及其所具有的診斷和治療眼病的知識和能力，向眼科醫師提出診斷和治療眼病的建議。（5）眼科手術(shù)。從目前人工智能的發(fā)展態(tài)勢看，開(kāi)發(fā)人工智能和機器人實(shí)施各種眼科手術(shù)具有很大的發(fā)展前景。人工智能和機器可以輔助或單獨完成眼科手術(shù)。當然開(kāi)發(fā)眼科手術(shù)的人工智能和機器人，也需要改變目前的手術(shù)方法和步驟，以適應人工智能和機器人的需要。例如目前白內障摘除手術(shù)習慣于用手術(shù)刀做切口，按做角膜切口、撕晶狀體前囊膜、破碎晶狀體核、吸出晶狀體物質(zhì)等次序完成手術(shù)。而在新設計的手術(shù)中，可以采用飛秒激光做切口，將手術(shù)次序改變?yōu)榧す馇虚_(kāi)晶狀體前囊膜、破碎晶狀體核、做角膜切口、吸出晶狀體物質(zhì)等。對于一些比較復雜的眼科手術(shù)，我們可以設計人工智能機械手來(lái)完成復雜操作。（6）收集和查閱文獻資料，提出診斷和治療眼病的循證醫學(xué)證據。人工智能和機器人在這方面具有很大的優(yōu)勢，可以比眼科醫師更多更快更好地閱讀眼科文獻，并能寫(xiě)出總結，供醫師參考。（7）數據的收集、分析和整理。臨床和研究工作會(huì )出現大量數據，從這些數據中可能得出有意義的結論。但是長(cháng)期以來(lái)，我們并沒(méi)有充分利用這些大數據。人工智能有可能改變這種狀況。（8）視覺(jué)殘疾的輔助裝置。無(wú)論眼科學(xué)發(fā)展到什么水平，總會(huì )有一些不能治愈而導致盲和中、重度視覺(jué)損傷的視覺(jué)殘疾者。我們期望應用人工智能和機器人可幫助視覺(jué)殘疾者能夠看、能夠行、能夠學(xué)習和工作?？傊?，人工智能極有可能從根本上改變眼科門(mén)診、病房和手術(shù)室的工作，從根本上改變眼科工作的面貌，使眼科的臨床、研究、教學(xué)、預防和康復工作發(fā)生根本性改觀(guān)，從而達到一個(gè)新的更高水平。
在充分應用人工智能推動(dòng)眼科學(xué)發(fā)展的同時(shí)，我們也會(huì )面臨不小的風(fēng)險和強勁的挑戰。
1．依靠人工智能做事，臨床對眼科醫師的需求是否會(huì )減少，是否會(huì )導致醫師"失業(yè)"？當人工智能會(huì )做事，甚至當其做得比眼科醫師還好時(shí)，臨床對眼科醫師的需求減少是完全可能且合理。應當認識到，這是一種進(jìn)步，不必為此擔心。從另一個(gè)角度而言，大批人工智能和機器人參與眼科工作，需要有更多的人員來(lái)管理這些人工智能和機器人，這樣也可能會(huì )增加眼科醫師兼工程師的工作崗位。
2．人工智能和機器人是否能夠獨立承擔醫療任務(wù)，其工作差錯和導致的醫療事故應由誰(shuí)來(lái)負責？人無(wú)完人，人工智能和機器人也不可能完美無(wú)缺，也可能出錯，甚至出現大問(wèn)題。我們不可能要求人工智能和機器人來(lái)承擔責任，只能由管理它們的眼科醫師來(lái)承擔醫療責任。這是因為人工智能是"人工"的，是由人來(lái)設計、生產(chǎn)和管理的，承擔責任的當然應當是人，而不能是機器。
3．人工智能和機器人會(huì )不會(huì )過(guò)于"強大"而不再聽(tīng)從人的指令而胡作非為，產(chǎn)生嚴重的倫理學(xué)問(wèn)題？由于人工智能具有不斷學(xué)習的能力，其本領(lǐng)會(huì )越來(lái)越大，甚至超越其設計者和生產(chǎn)者的控制。從理論方面推測，其還可能惡作劇、做壞事，而造成災難性后果。對此在我們設計、生產(chǎn)、使用人工智能和機器人時(shí)，應當有明確的共同認可的規則和底線(xiàn)，一旦逾越底線(xiàn)，我們就應加以限制。針對該問(wèn)題，應當早考慮、早準備，形成共同遵守的共識。
人工智能的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨，并正在向著(zhù)廣度和深度推進(jìn)。我們必須充分認識到人工智能帶來(lái)科技革命的重要性，要在正確的路上前行。要積極、主動(dòng)地面對和適應人工智能新時(shí)代，開(kāi)發(fā)用于眼科的各種人工智能產(chǎn)品，改進(jìn)我們的工作。同時(shí)，要認識到在眼科領(lǐng)域應用人工智能，眼科醫師存在弱點(diǎn)，例如我們并不懂云計算和算法，必須與人工智能工程師合作。但是我們可以發(fā)揮自己的長(cháng)處，提出需求，爭取資源，開(kāi)發(fā)眼科的人工智能。我們可以收集大數據，利用大數據充分滿(mǎn)足人工智能深度學(xué)習的需要，為人工智能提供強大的動(dòng)力。我們也要認識到人工智能當前的發(fā)展，合理期待人工智能的進(jìn)步。人工智能的發(fā)展階段：（1）弱人工智能：機器看似有智能，但并不真正擁有智能。（2）強人工智能：機器具有真正推理和解決問(wèn)題的能力，甚至具有自我意識。（3）超人工智能：機器在所有領(lǐng)域均強于最聰明的人。我們應當根據眼科學(xué)的任務(wù)和需要，爭取研發(fā)資金，加強與工程技術(shù)人員合作，使人工智能在眼科學(xué)中的應用由淺入深、由弱變強，主動(dòng)利用人工智能產(chǎn)生的新的無(wú)限可能，以變革我們的眼科學(xué)。
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