近日,清華大學(xué)副教務(wù)長、北京清華長庚醫(yī)院眼科知名專家黃天蔭教授,馬維英教授,李京山教授等聯(lián)合國內(nèi)外其他研究團(tuán)隊(duì)在NEJM?。粒缮习l(fā)表研究文章,圍繞醫(yī)學(xué)人工智能模型的演進(jìn)方向和關(guān)鍵技術(shù)展開討論,提出了通用醫(yī)學(xué)人工智能(UMAI)和通用健康人工智能(UHAI)的概念,并總結(jié)了其中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)和技術(shù)路徑。
01兩個(gè)新的醫(yī)學(xué)人工智能范式
醫(yī)學(xué)人工智能作為重要的交叉學(xué)科研究方向,在近年來受到了來自學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,醫(yī)學(xué)人工智能模型也正從任務(wù)特定模型轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆涓鼜?qiáng)通用能力的多模態(tài)模型(GMAI)。
然而,現(xiàn)有醫(yī)學(xué)人工智能技術(shù)仍面臨著三方面的挑戰(zhàn),其一,當(dāng)前模型未能學(xué)習(xí)整合基于臨床訓(xùn)練積累的“人類智能”;其二,當(dāng)前模型更關(guān)注疾病狀態(tài)的治療,但忽略了從健康到疾病的演變過程應(yīng)用;其三,當(dāng)前模型依賴從發(fā)達(dá)國家收集的數(shù)據(jù),忽略了缺少數(shù)據(jù)的發(fā)展中國家的醫(yī)學(xué)問題。
鑒于上述挑戰(zhàn),該研究提出了兩個(gè)新的醫(yī)學(xué)人工智能范式:通用醫(yī)學(xué)人工智能(UMAI)和通用健康人工智能(UHAI)。
UMAI和UHAI的主要特點(diǎn)有:第一,融合人類臨床經(jīng)驗(yàn)。UMAI模型關(guān)注如何將人類在于臨床實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)和智慧結(jié)合到模型,特別是同理心和直覺,從而克服數(shù)據(jù)歸納、效率和價(jià)值觀對齊等方面的挑戰(zhàn);第二,整合臨床外健康數(shù)據(jù)。
UHAI在UMAI的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展了模型的應(yīng)用場景,考慮了更多非傳統(tǒng)來源的臨床外的健康數(shù)據(jù)來全面理解個(gè)人的健康和行為,從而促進(jìn)更積極、主動(dòng)的個(gè)性化醫(yī)療保健。
02關(guān)鍵技術(shù)解決醫(yī)學(xué)需求
文章還著重介紹了針對UMAI和UHAI實(shí)現(xiàn)方式開展了討論,其包含的關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容包括以下方面。
健康數(shù)據(jù)整合與對齊
醫(yī)療數(shù)據(jù)和非臨床健康數(shù)據(jù)的融合理解對于提升醫(yī)學(xué)人工智能模型能力至關(guān)重要,因此需要探索合適的解決方法。
這里既涉及如何對異質(zhì)、多模態(tài)的健康數(shù)據(jù)進(jìn)行融合,也涉及如何實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)據(jù)的對齊。特別是在UMAI到UHAI的過程中,IoT設(shè)備、可穿戴智能設(shè)備等對于非臨床健康數(shù)據(jù)的采集同樣非常重要。
人類價(jià)值觀對齊
因?yàn)榻】滇t(yī)療場景本身的復(fù)雜性和特殊性,除了像通用人工智能技術(shù)的應(yīng)用場景一樣需要開發(fā)模型與人類價(jià)值觀的對齊方式,醫(yī)學(xué)人工智能還依賴于醫(yī)學(xué)情境下的價(jià)值觀對齊和訓(xùn)練。
醫(yī)療暗知識注入
UMAI模型需要學(xué)習(xí)人類的臨床經(jīng)驗(yàn),特別是同理心和直覺判斷能力,以模仿學(xué)習(xí)為代表的強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)能夠一定程度上模擬人類的決策過程,但是還需要進(jìn)一步提升模型的推理和決策能力,大模型的思維鏈和思維樹技術(shù)將有助于這方面的能力改進(jìn)。
醫(yī)療多智能體協(xié)作
會(huì)診是人類醫(yī)生在應(yīng)對復(fù)雜醫(yī)學(xué)任務(wù)時(shí)會(huì)采用的解決方案,為了進(jìn)一步提升對于患者/疾病的整體理解,醫(yī)學(xué)人工智能模型也應(yīng)該具備類似的協(xié)作和集體決策能力,因此,構(gòu)造合適的醫(yī)療多智能體協(xié)作策略將有效提升UHAI的各方面能力。
強(qiáng)有力的基礎(chǔ)模型
當(dāng)前,以大語言模型為代表的基礎(chǔ)模型已成為處理不同任務(wù)的核心,正在取代傳統(tǒng)的架構(gòu)。未來,針對醫(yī)學(xué)人工智能各方面需求而量身定制的基礎(chǔ)模型及架構(gòu)將可能帶來快速的整體技術(shù)進(jìn)步。
研究人員指出,盡管醫(yī)學(xué)人工智能在近些年來取得了很多進(jìn)展,但是在轉(zhuǎn)化、應(yīng)用等方面仍存在一系列的問題,該研究提出了UMAI和UHAI作為創(chuàng)新的模型范式來試圖彌補(bǔ)這些不足。它們將隱性知識和非臨床健康數(shù)據(jù)結(jié)合,有希望實(shí)現(xiàn)對健康的全面理解。通過學(xué)習(xí)醫(yī)療保健人員的臨床經(jīng)驗(yàn),這些新范式有望構(gòu)造更全面的醫(yī)學(xué)人工智能模型來應(yīng)對醫(yī)療保健領(lǐng)域的眾多挑戰(zhàn)。
注:文章來源于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán),請聯(lián)系刪除