生成式AI在医疗保健中的应用

2024年10月8日17时
来源:Netguru
语言:英语,所在国:波兰
分类:科技,字数:5309

生成式AI在医疗保健中指的是使用先进的AI算法来创建新的合成数据,这些数据可以显著改善患者结果、简化临床工作流程并降低整体医疗成本。

生成式AI在医疗保健中的介绍

这项尖端技术有望通过为医疗专业人员提供精确和个性化的见解、自动化常规行政任务以及提高患者参与度来彻底改变医疗保健行业。通过利用生成式AI,医疗保健行业可以实现前所未有的效率和效果,最终为患者提供更好的护理。

生成式AI在医疗保健中的定义和概述

生成式AI在医疗保健中是一个专门的人工智能分支,它使用机器学习算法生成新的合成数据,这些数据与真实世界医疗数据非常接近。这种合成数据可以用于训练机器学习模型、模拟临床试验和个人化患者护理。生成式AI在医疗保健中的潜在应用范围广泛,从提高诊断准确性到增强治疗计划。通过利用生成式AI的力量,医疗保健提供者可以提供更精确和有效的护理,最终改善患者结果并降低成本。

生成式AI在医疗保健中的好处

生成式AI在医疗保健中的好处是多方面的,提供了许多可以改变行业的显著优势。其中一些最显著的好处包括:

通过利用这些好处,生成式AI有潜力彻底改变医疗保健行业,使其更加高效、有效和以患者为中心。

尽管面临一些挑战,生成式AI在医疗保健领域取得了巨大进展。斯坦福大学医学院院长Lloyd Minor博士表示:“现在是进入医学领域的最佳时机。[AI] 是自抗生素引入以来医疗保健领域最激进的变革。”这是一句大胆的声明?也许是,但我认为绝非夸大其词。据估计,到2032年,全球通用AI医疗市场价值将达到172亿美元。超过25%的科学家相信,到2033年,人工智能将在医疗保健中发挥关键作用,但他们担心潜在的缺点,如高成本、严格的规定和AI幻觉,这些可能导致不准确和错误信息。但即使面对这些挑战,AI研究人员和医疗机构正在医疗系统各个方面的整合生成式AI方面取得巨大进展。

以下是我在该领域发现的一些最令人兴奋的AI能力,以及一些突破性的医疗AI公司的例子。

恢复丧失的能力

由于AI不仅可以理解还可以对不同的信号采取行动,因此它是恢复丧失的能力(如言语或运动)的绝佳解决方案。通过分析患者数据,AI可以将脑电波转换为文本或将神经信号转换为运动。随着不断改进,AI在医疗保健领域有巨大的潜力,可以彻底改变神经技术和康复。一些例子包括:

1. 通过脑电波进行沟通

悉尼科技大学GrapheneX-UTS以人为中心的人工智能中心的研究人员开发了一个系统,使瘫痪的人能够再次沟通。这是一个可以解码无声思想并将其转换为文本的帽子。对于因中风、瘫痪或事故而失去说话能力的人来说,这是改变生活的。它还可以用于人机通信,例如仿生手。

2. 帮助瘫痪患者恢复运动

帮助瘫痪患者恢复运动是研究的关键领域,生成式AI在这个领域有潜力发挥变革作用。通过分析瘫痪个体的数据,生成式AI可以发现人类分析师可能无法立即注意到的模式和趋势。这项先进技术可以通过多种方式帮助瘫痪患者恢复运动:

总体而言,生成式AI有潜力彻底改变瘫痪患者的运动恢复领域,显著改善患者结果和生活质量。

3. 仿生手

使用人工智能的另一个案例是仿生手的开发。澳大利亚Bionics研究所神经假肢研究负责人Ortiz Catalán教授领导的研究团队开发了一种“高度集成的仿生手,可以在日常生活中独立可靠地使用”。这只手连接到人的神经和骨骼,AI将信号转换为手部运动。这一切都得益于电极、新的显微外科技术和机器学习的应用。

个性化患者护理

生成式AI在医疗保健中最强大的能力之一是提供定制建议和个人支持。这既包括提供心理和身体护理协助,如药物使用指导。一些例子包括:

4. 心理治疗中的思维诊断(DoT)提示

卡内基梅隆大学和加州大学的一组学者开发了一个思维诊断(DoT)提示系统,让AI分析患者的言语,将情感陈述与事实分开,并协助心理学家制定适当的治疗计划。DoT可以检测矛盾的想法,帮助专业人士注意到患者的认知扭曲。与ChatGPT相比,DoT提示在诊断准确性方面有了显著改进。

5. 老年患者的AI伴侣

纽约州老龄办公室正在试点ElliQ,这是一种老年患者的数字伴侣。Intuition Robotics的设备被描述为“健康、快乐老龄的助手”。2023年中期的一项州研究显示,95%的ElliQ用户同意它减少了孤独感并提升了心情。纽约州计划在2024年再投资70万美元,为老龄办公室照顾的患者提供安装、维护和设备安全服务。

药物发现和开发

合成医疗数据可以由人工智能分析,以识别人类无法发现的模式,这在药物开发中非常有用。它快速且准确,因此非常适合识别潜在的药物候选者并加速药物发现过程。

6. 阿斯利康与AI公司合作开发化疗替代品

生成式AI抗体发现的领导者Absci Corporation已与阿斯利康合作,开发一种AI设计的抗体来治疗癌症。两家公司希望通过合作加快开发一种有助于治疗癌症患者的新药。

7. 提高药物开发的速度和安全性

药物开发需要很长时间。但如果我们可以使用AI在医疗保健中代表我们身体的每一个细胞,即一个模仿人类细胞的虚拟细胞,科学家可以使用这样的模拟器验证细胞对感染、疾病或不同药物的反应。这将使患者诊断、治疗和新药发现更快、更安全、更高效。普莉希拉·陈和马克·扎克伯格正在开发一个由AI驱动的虚拟细胞建模系统,正是为了实现这一目标。

医学培训和模拟

AI现在为医学生和专业人士提供了以前只能在医院现场获得的实践培训,包括手术室。通过参与AI驱动的培训和治疗模拟,医疗专业人员可以练习新技能并获得互动、引人入胜的知识。这些技术通常与VR/AR头盔结合使用,以进一步模拟真实体验。

8. 医学生基于模拟的学习(SBL)

西密歇根大学现在在其医学课程中使用模拟。学生可以获得超过100小时的模拟,提供常见情况和特定症状的真实示例。在大学的模拟中心,学生在每次虚构的医疗干预后都会收到教授的反馈。

9. 手术模拟

Touch Surgery是同类中最早的一种手术模拟软件。它提供了涵盖17个不同医学专业的200多个手术程序的模拟,这些模拟基于真实的手术录像。诊所还可以从外部驱动器或通过与腹腔镜或手术机器人系统的集成将自己的视频上传到应用程序。AI还自动模糊患者的身份,以确保最高的安全性和隐私标准。

临床诊断辅助

生成式AI在医疗保健中为医疗专业人员提供了访问大量临床数据的机会,这些数据可用于得出更准确的结论,从而更好地进行诊断。这项技术可以最小化因分心或身心疲惫导致的错误风险。

10. 面向医生的AI驱动医疗搜索体验

2023年底,谷歌宣布将推出一种特殊的生成式AI搜索体验,面向医疗专业人员,将所有患者信息整合到一个系统中。借助Vertex,该公司的AI搜索平台,医生可以快速访问患者记录,无需担心遗漏任何信息。他们还可以通过避免在多个平台之间切换节省大量时间。

11. 胰腺癌诊断

在《自然医学》杂志上发表的一项研究中,35多位学者透露,他们开发了一种名为PANDA的新胰腺癌检测技术。通过使用AI驱动的CT扫描筛查,他们能够以高于“平均放射科医师”的准确率识别胰腺癌。PANDA在癌症阳性病例中的CT扫描分析准确率为92.9%,在非癌症病例中的准确率为99.9%。AI驱动的技术现在正在评估作为分析大量无症状患者的方法,成本非常低廉。这显示了AI在医疗保健中的积极经济影响。

医疗数据分析

医疗数据分析是现代医疗保健的基石,生成式AI有潜力彻底改变这个领域。通过分析大型数据集,生成式AI可以识别人类分析师可能无法发现的模式和趋势,提供有价值的见解,以改善患者护理和结果。

12. 分析电子健康记录(EHRs)

电子健康记录(EHRs)是现代医疗保健的重要组成部分,生成式AI有潜力彻底改变我们分析和利用这些数据的方式。通过将生成式AI算法应用于EHRs,医疗专业人员可以深入了解患者结果,识别趋势和模式,并制定个性化治疗计划。生成式AI可以以几种影响深远的方式分析EHRs:

总体而言,生成式AI有潜力彻底改变我们分析和使用EHRs的方式,显著改善患者结果和医疗保健效率。

公共卫生支持

正如我之前提到的,AI在医疗保健中发挥着重要作用,因为它可以快速处理大量数据并从中提取见解。难怪它非常适合公共卫生支持。它可以预测和预见潜在的公共卫生问题,如疾病暴发,并充当预警系统。

12. 在几分钟内生成见解以防止疾病暴发

为了避免暴发引起的健康、经济和社会问题,私营部门和公共部门都需要实时访问无偏见、准确的数据。过去,生成此类数据需要几天时间。现在,得益于BlueDot开发的工具,只需几分钟即可完成。通过使用Cohere Classify和Cohere Rerank等解决方案,他们开发了一个基于自然语言处理的交互界面,为用户提供快速的传染病情报。

防止非法毒品贩运

芬太尼等非法毒品的滥用越来越普遍,尤其是在美国。许多这些毒品是从拉丁美洲走私入境的。Altana扩大了与美国海关和边境保护局(CBP)的合作,以阻止非法毒品贩运。CBP将使用Altana的AI驱动的全球供应链动态地图,发现可能与全球价值链中的非法芬太尼生产有关的公司。这应有助于建立可信的全球供应链,限制毒品贩运。

自动化行政任务

在行政工作和运营方面,生成式AI在医疗保健中的作用也必须得到认可。它帮助该领域的专业人士更容易找到信息并避免大量手动工作。这反过来又减少了错误的风险。

14. 减少医疗保健中的低效

GE HealthCare和Mass General Brigham达成合作,共同创建一个AI算法,以提高医疗操作的有效性和生产力。首先,他们将致力于放射学操作模块(ROM)的调度预测仪表板。这是一个旨在优化调度、降低成本和行政工作的数字成像工具,使临床医生有更多时间与患者相处。

15. 医学影像数据分析

亚马逊宣布推出基于AWS的AI驱动的医疗影像解决方案,支持大规模医学影像存储、处理和分析。医疗专业人员可以将存储在AWS云中的单个图像用作其历史和当前数据的“主文件”源。据亚马逊称,HealthImaging应用程序展示了AI在医疗保健中的潜在积极经济影响。他们声称,与医疗影像存储应用程序相关的成本(这是最重要的医疗保健软件类型之一)可以降低40%。

生成式AI将彻底改变医疗保健领域

正如我分享的例子所完美展示的,AI在医疗保健中的访问已经大大民主化。并非所有类型的AI实施都需要数十万美元的实施费用和昂贵的硬件。虽然生成式AI工具背后的技术复杂且创新,由世界上许多顶尖的技术专家和科学家开发,但它们也可以被不太精通技术的人使用。

我认为,如果有一个领域AI可以产生巨大影响,且其潜力可以得到充分发挥,那就是医疗保健。不仅可以帮助失去行动或说话能力的人恢复,还可以预防疾病暴发、减少非法物质的使用,并加速药物发现。如果您希望探索AI如何帮助您的生命科学或数字医疗项目,请联系我们——Netguru团队很乐意讨论如何支持您踏上这段旅程。


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