從寫(xiě)詩(shī)敲代碼到臨床問(wèn)診，AI大模型會(huì)是智慧醫(yī)療的強(qiáng)力催化劑嗎？

從寫(xiě)詩(shī)作畫(huà)，到回郵件敲代碼，自ChatGPT火出圈成為一款現(xiàn)象級(jí)的AI大模型產(chǎn)品以來(lái)，圍繞AI大模型的應(yīng)用開(kāi)發(fā)一發(fā)不可收拾?，F(xiàn)在，懂得臨床語(yǔ)言，可以自如問(wèn)診“AI醫(yī)生”來(lái)了，在AI大模型的加持下，水平或媲美臨床醫(yī)生。

5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的引入進(jìn)一步增強(qiáng)了這一趨勢(shì)。隨著霧化器和胰島素輸送系統(tǒng)等治療技術(shù)的不斷發(fā)展，患者可以在家中舒適地接受全方位的醫(yī)療護(hù)理。

這些設(shè)備與醫(yī)院笨重的大型設(shè)備完全不同。微型化的電子設(shè)計(jì)催生了新一代的可穿戴技術(shù)，使患者能夠在接受監(jiān)測(cè)和治療的同時(shí)繼續(xù)他們的日常生活。

數(shù)字療法既可單獨(dú)使用，也可與常規(guī)療法和藥物相結(jié)合，以改善患者的預(yù)后，降低醫(yī)療成本，并提供便捷可及的醫(yī)療服務(wù)。經(jīng)過(guò)證實(shí)，數(shù)字療法在控制糖尿病、高血壓、抑郁癥等疾病方面非常有效，此外還可以幫助焦慮、藥物濫用和慢性疼痛患者。

AI大模型 數(shù)字醫(yī)療的超強(qiáng)催化劑？

數(shù)字醫(yī)療是充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)建立的新型醫(yī)療方式。醫(yī)療領(lǐng)域也同樣經(jīng)歷了數(shù)字化、信息化的不同階段。從20世紀(jì)80年代醫(yī)院開(kāi)始的醫(yī)療信息化，到本世紀(jì)初出現(xiàn)的醫(yī)藥電商，再到之后推出的遠(yuǎn)程診療，直至近些年推進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院和互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療。

隨著數(shù)字化在醫(yī)療大健康行業(yè)的深入，當(dāng)前以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能（AI）為代表的新一代信息技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域中的應(yīng)用日漸增多，以智慧化為特征的數(shù)字醫(yī)療正逐步成為醫(yī)療健康領(lǐng)域的新趨勢(shì)。

德勤在《2023年全球醫(yī)療行業(yè)展望》中指出，COVID-19疫情之前，數(shù)字健康與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)融合成為治療范式，進(jìn)程緩慢，而監(jiān)管機(jī)構(gòu)為應(yīng)對(duì)疫情在一定程度上加快了這一進(jìn)程。

例如，美國(guó)疫情爆發(fā)期間，F(xiàn)DA意識(shí)到，數(shù)字療法可以在隔離和封鎖期間改善心理健康和生理健康，因此當(dāng)局為擴(kuò)大其使用豁免了某些要求。疫情“放大”了多種需求，例如，在傳統(tǒng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)之外提供護(hù)理和遠(yuǎn)程患者監(jiān)控、患者使用各種連接設(shè)備進(jìn)行自我監(jiān)測(cè)、以及通過(guò)App干預(yù)的數(shù)字療法。

而AI大模型和數(shù)字醫(yī)療的結(jié)合，或?qū)⒊蔀楦嘀腔坩t(yī)療應(yīng)用場(chǎng)景落地的有力催化劑。

比如，為了進(jìn)一步推進(jìn)AI在應(yīng)用層面的落地，OpenAI大模型推出插件可以對(duì)接下游應(yīng)用程序，為開(kāi)發(fā)者提供接入平臺(tái)。據(jù)悉，OpenAI在今年年初推出的GPT-4已實(shí)現(xiàn)在醫(yī)療領(lǐng)域的商用合作。

不久前，微軟旗下Nuance Communications發(fā)布與OpenAI的GPT-4集成的支持語(yǔ)音的醫(yī)療病歷生成應(yīng)用程序DAX（Dragon Ambient eXperience）。據(jù)官方公布的數(shù)據(jù)顯示，GPT-4對(duì)于事實(shí)的闡述精度對(duì)比GPT-3.5高出40%，在醫(yī)學(xué)知識(shí)自測(cè)評(píng)論考試表現(xiàn)更優(yōu)秀，支持多模態(tài)輸入。業(yè)界對(duì)此有相當(dāng)高的關(guān)注度，并預(yù)期將對(duì)醫(yī)療信息化、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療、公衛(wèi)、醫(yī)保信息化細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)生效率的變革性推動(dòng)。

那么與傳統(tǒng)醫(yī)療AI框架相比，已GPT-4為代表的AI大模型有哪些進(jìn)步之處？

圖1：資料來(lái)源：IDC、CSDN、電子工程世界、浙商證券研究所等

如圖1所示，醫(yī)療人工智能平臺(tái)包括數(shù)據(jù)資源層、人工智能平臺(tái)和醫(yī)療應(yīng)用層。其中，開(kāi)源框架和算法占有重要地位，如選擇工程化能力較強(qiáng)的TensorFlow或在圖像方面表現(xiàn)良好的Caffe等開(kāi)源框架，選擇在圖像識(shí)別方面常用的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN），循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）算法模型等。而GPT-4（Generative Pre-Training 4）則開(kāi)啟了多模態(tài)通用AI大模型時(shí)代，預(yù)示著NLP、CV、科學(xué)計(jì)算多模態(tài)大模型AI通用時(shí)代的到來(lái)。

值得一提的是，多模態(tài)，即意味著用戶可以輸入不同類型的信息，包括視頻、聲音、圖像和文本。相應(yīng)地，具備多模態(tài)能力的GPT-4也可以根據(jù)用戶提供的信息輸出視頻、音頻、圖片和文本。

今年4月，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院醫(yī)聯(lián)發(fā)布的國(guó)內(nèi)首款大模型驅(qū)動(dòng)的AI醫(yī)生medGPT，該模型基于醫(yī)療知識(shí)圖譜為模型提供豐富、準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)化的醫(yī)療知識(shí)，并收集整理接近20億條真實(shí)醫(yī)患溝通對(duì)話、檢驗(yàn)檢測(cè)和病例信息進(jìn)行深度訓(xùn)練學(xué)習(xí)，同時(shí)利用醫(yī)生真實(shí)反饋進(jìn)行強(qiáng)化學(xué)習(xí)，以保障模型的推理質(zhì)量、準(zhǔn)確性與可靠性。

據(jù)醫(yī)聯(lián)官網(wǎng)介紹，medGPT首次突破了AI醫(yī)生無(wú)法與真實(shí)患者連續(xù)自由對(duì)話的難點(diǎn)，并在醫(yī)療問(wèn)診場(chǎng)景中支持多模態(tài)的輸入和輸出，在疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)四個(gè)重要環(huán)節(jié)全面實(shí)現(xiàn)智能化。為了驗(yàn)證medGPT的診斷準(zhǔn)確率，醫(yī)聯(lián)抽取了532名復(fù)診患者檔案進(jìn)行信息脫敏，并進(jìn)行了模擬首診實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，醫(yī)聯(lián)medGPT的診斷結(jié)果與患者原有線下門(mén)診的診斷吻合率超過(guò)97.5%。

加速應(yīng)用生態(tài)構(gòu)建是關(guān)鍵

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前在醫(yī)療領(lǐng)域，從醫(yī)學(xué)科研、藥物研發(fā)、智慧診療、醫(yī)療設(shè)備運(yùn)維、醫(yī)院管理等，國(guó)產(chǎn)大模型產(chǎn)品數(shù)量不少于40個(gè)。

但AI大模型要如何長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)為生命健康服務(wù)？

今年以來(lái)，隨著科技大廠博弈、中小企業(yè)的入局，以及投資和科研界的落地探討，基本有一個(gè)初步的共識(shí)，那就是“光卷大模型本身并無(wú)意義”，更重要的是要持續(xù)深入耕耘應(yīng)用生態(tài)。“AI大模型技術(shù)+細(xì)分場(chǎng)景服務(wù)”的深度組合綁定的基礎(chǔ)上，才有可能帶來(lái)長(zhǎng)期的生態(tài)發(fā)展

圖2：資料來(lái)源：IDC、CSDN、電子工程世界、浙商證券研究所等

ChatGPT等大模型在醫(yī)療端的應(yīng)用包括：

01 生成電子病歷、個(gè)性化的醫(yī)療報(bào)告：

用GPT-4來(lái)生成電子病歷，將有效解放醫(yī)生文書(shū)工作，而GPT-4可以多模態(tài)輸入數(shù)據(jù)并理解梳理信息，這也就意味著可以輸入患者和醫(yī)生的對(duì)話并摘取關(guān)鍵信息，醫(yī)生不用邊問(wèn)診邊記錄，可以快速耐心詢問(wèn)患者情況，只需要幾秒鐘，就能自動(dòng)生成電子病歷，然后自動(dòng)導(dǎo)入當(dāng)前的醫(yī)療信息化系統(tǒng)。此外，還可以用于生成個(gè)性化的醫(yī)療報(bào)告、制定個(gè)性化的治療方案、提供個(gè)性化的醫(yī)療建議等。

02 實(shí)現(xiàn)在線醫(yī)療咨詢：

通過(guò)對(duì)話機(jī)器人技術(shù)，ChatGPT可以用于實(shí)現(xiàn)在線醫(yī)療咨詢、遠(yuǎn)程醫(yī)療診斷、自動(dòng)醫(yī)療指導(dǎo)等。而GPT4可以極大提升在線問(wèn)診效率，更機(jī)動(dòng)靈活地跟患者對(duì)話，并從患者的描述中提取詳細(xì)的信息，改善患者體驗(yàn)，同時(shí)緩解醫(yī)生線上溝通壓力降低溝通成本。

03 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)醫(yī)療指導(dǎo)：

ChatGPT可以基于患者的健康狀況，包括生活習(xí)慣、運(yùn)動(dòng)情況、飲食習(xí)慣等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)醫(yī)療指導(dǎo)。這些指導(dǎo)可以為患者提供個(gè)性化的健康指導(dǎo)與提醒，提高患者用藥治療的依從性，從而保障患者的健康狀況。

04 審查醫(yī)療記錄：

OpenAI大模型與Kepro合作，AI大模型助力醫(yī)療記錄審查，提高醫(yī)療記錄審查準(zhǔn)確性，預(yù)計(jì)將縮短多達(dá)30%的臨床審查時(shí)間。

05 提供個(gè)性化的醫(yī)療建議：

通過(guò)自我理解和自我修正技術(shù)，ChatGPT可以用于實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)挖掘、疾病預(yù)測(cè)、診斷推理等。

此外，AI大模型還有望助力藥物研發(fā)。今年1月，美國(guó)加州伯克利一家創(chuàng)業(yè)公司利用類似ChatGPT的LLM模型“Progen”合成了自然界不存在的新雞蛋白，為 GPT未來(lái)在藥物研發(fā)應(yīng)用方向提供方向——即讀取不同氨基酸序列，合成新型蛋白質(zhì)。

ProGen是一個(gè)具有1億參數(shù)的條件蛋白語(yǔ)言模型?；赥ransformer架構(gòu)，ProGen通過(guò)自注意力機(jī)制模擬殘基的相互作用，可以根據(jù)輸入控制標(biāo)簽生成跨蛋白質(zhì)家族的不同人工蛋白質(zhì)序列。

據(jù)悉，為了創(chuàng)建該模型，研究人員輸入了280.56億種不同蛋白質(zhì)的氨基酸序列，模型在幾周內(nèi)“消化”。過(guò)去，在自然界中挖掘蛋白質(zhì)或?qū)⒌鞍踪|(zhì)調(diào)整到所需的功能是非常費(fèi)力的。如果能夠定向?qū)被嵝蛄袛?shù)據(jù)輸入GPT進(jìn)行訓(xùn)練，參數(shù)量更為龐大的GPT大模型理論上可以取得更加精準(zhǔn)的效果。

結(jié)語(yǔ)

雖然還不夠完善，但是業(yè)內(nèi)已開(kāi)始探索ChatGPT和GPT-4等生成式AI大模型工具在醫(yī)療健康以及醫(yī)藥研究領(lǐng)域中的價(jià)值。

Nature Medicine近期在一篇文章中也探討了ChatGPT、GPT-4等大模型未來(lái)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，并對(duì)于AI大模型子在提高醫(yī)療健康的服務(wù)水平和患者的生活質(zhì)量方面寄予希望，認(rèn)為這些模型有望應(yīng)用于治療失語(yǔ)癥等言語(yǔ)障礙、改善語(yǔ)言能力退化的神經(jīng)退行性疾病患者的病情進(jìn)展。未來(lái)AI醫(yī)療大模型甚至有可能整合到語(yǔ)音腦機(jī)接口設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)中。

公開(kāi)資料顯示，OpenAI方面正在與一家旨在幫助盲人和視力障礙人士的技術(shù)公司Be My Eyes合作，將GPT-4提供的從動(dòng)態(tài)圖像輸入到文本輸出功能集成到虛擬志愿者功能中，用戶可以通過(guò)GPT-4應(yīng)用程序?qū)D像發(fā)送給AI虛擬志愿者，該志愿者將針對(duì)各種任務(wù)提供即時(shí)識(shí)別、解釋和對(duì)話幫助。

來(lái)源：貿(mào)澤電子