《電子技術(shù)應(yīng)用》
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新型技術(shù)打破醫(yī)學(xué)界限,,五大技術(shù)幫助醫(yī)療數(shù)字健康轉(zhuǎn)型

2020-03-26
來源:與非網(wǎng)

  據(jù)未來十年將是關(guān)于 AI、健康傳感器的使用和所謂的健康互聯(lián)網(wǎng),,以及它們?nèi)绾胃纳茢?shù)百萬人生活的十年,。

  隨著 21 世紀(jì)的技術(shù)開始打破醫(yī)學(xué)界限,我們稱之為數(shù)字健康的醫(yī)療保健文化轉(zhuǎn)型,,已經(jīng)將醫(yī)療保健的等級制度改變?yōu)榛颊吆歪t(yī)生之間的平等合作伙伴關(guān)系,。

  但與即將成為現(xiàn)實的事情相比,這些里程碑都算不了什么,。醫(yī)學(xué)未來學(xué)家貝塔蘭·梅斯科博士(Bertalan Mesko)表示,,隨著外骨骼技術(shù)的進(jìn)步,人工智能(AI)在醫(yī)療保健領(lǐng)域中的重要性與日俱增,,而像 5G 和量子計算等技術(shù)很快就會成為主流,,這會促使很多令人興奮的趨勢涌現(xiàn)。

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  未來十年可能改變健康和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的五大技術(shù):

  一,、醫(yī)療保健領(lǐng)域的 AI

  AI 發(fā)展將是未來十年的主導(dǎo)趨勢,。其中,機(jī)器學(xué)習(xí)是一種創(chuàng)建狹義 AI 的有效方法,,狹義 AI 指的是其善于完成某項任務(wù),,這也是個計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域,它使計算機(jī)能夠在沒有顯式編程的情況下學(xué)習(xí),,建立在計算統(tǒng)計和數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上,。該領(lǐng)域有不同的類型:可以是有監(jiān)督的、無監(jiān)督的,、半監(jiān)督的或強(qiáng)化學(xué)習(xí)等,。

  它具有前所未有的潛力來改變未來的醫(yī)療保健過程和醫(yī)療任務(wù),而且它已經(jīng)開始了無形的革命,。我們仔細(xì)看下谷歌 DeepMind 實驗室開發(fā)的 AI 程序 AlphaGo 是如何在圍棋比賽中擊敗世界冠軍李世石(Lee Sedol)的,,會發(fā)現(xiàn)其創(chuàng)意會讓專家們大吃一驚,我們也可以借此窺視 AI 在醫(yī)療保健方面的應(yīng)用潛力,。

  這樣的舉動是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和這種 AI 使用的強(qiáng)化學(xué)習(xí)相結(jié)合而來的,,這使得該軟件能夠在不受人類認(rèn)知限制的情況下運行,,設(shè)計自己的策略和輸出決策,這讓專家們感到困惑,。我們可以期待在醫(yī)療保健領(lǐng)域中看到同樣的驚喜,。

  想象一下由這樣的算法設(shè)計出的新藥、為做出診斷而對數(shù)千萬項研究進(jìn)行的高水平分析,,亦或者以前從未想到過的藥物組合,。當(dāng)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)時,通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練的算法可以發(fā)現(xiàn)人類醫(yī)療專業(yè)人員無法發(fā)現(xiàn)的治療和治愈疾病的方法,。破解這些非傳統(tǒng)和新穎方法背后的原因?qū)㈩A(yù)示著醫(yī)學(xué)藝術(shù)真正時代的到來,。

  該領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了智能算法,,這些算法可以促進(jìn)尋找新的藥物靶點,,提高臨床試驗的速度,或者在 CT 上發(fā)現(xiàn)腫瘤,。然而,,雖然專家們認(rèn)為 AI 不會取代醫(yī)療專業(yè)人員,但使用 AI 的醫(yī)療專業(yè)人員將有很大幾率取代那些不使用 AI 的人,。

  二,、無數(shù)的健康傳感器

  醫(yī)療技術(shù)在過去十年經(jīng)歷了驚人的發(fā)展,現(xiàn)在幾乎所有人體都能使用可量化的數(shù)據(jù)衡量,。有幾十種健康跟蹤器可以追蹤呼吸,、睡眠,當(dāng)然還有運動模式,。雖然研究人員還不能破譯我們的夢境,,但他們正在努力,同時還在研究各種大腦活動,。

  例如,,通過腦電圖研究。這是一種使用連接在頭皮外部的電極記錄大腦電活動的方法,。NeuroSky 生物傳感器和 Muse 發(fā)帶使用它來更好地理解大腦,,在后者的情況下,允許更有效的冥想,。

  身體里的任何東西幾乎都可以測量,,而且在未來這種測量會變得更加繁復(fù)而精確。舉例來說,,我們預(yù)計數(shù)碼紋身將在五年內(nèi)商業(yè)化,,它不僅會測量上述大部分生命體征,而且還會持續(xù)測量,。這些微小的傳感器會在出現(xiàn)問題時通知我們,,我們可以據(jù)此尋求醫(yī)療建議或干預(yù),。隨著 3D 打印和電路印刷技術(shù)的發(fā)展,柔性電子和材料的出現(xiàn),,在皮膚上應(yīng)用所謂的數(shù)字紋身或電子紋身幾天甚至幾周成為可能,。

  數(shù)字紋身由柔軟的防水材料制成,不受拉伸和扭曲的影響,,再加上微小的電極,,能夠記錄并將佩戴者的信息傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)或其他連接的設(shè)備上。

  雖然這些只在研究項目中使用,,但它們可以讓醫(yī)療保健專家以非侵入性的方式監(jiān)測和診斷嚴(yán)重的健康狀況,,如心律失常、早產(chǎn)兒的心臟活動,、睡眠障礙和大腦活動等,。此外,這些技術(shù)可以全天 24 小時跟蹤生命體征,,而不需要充電器,,這特別適合監(jiān)測中風(fēng)高危患者,。雖然我們還沒有做到這一點,,但市場上已經(jīng)出現(xiàn)很有前途的解決方案,比如 MC10 的 BioStampRC 傳感器,。

  三,、量子計算將醫(yī)療決策推向新水平

  2019 年,谷歌宣稱實現(xiàn)了“量子霸權(quán)”,,并登上了《自然》雜志封面,。這項技術(shù)將如何對醫(yī)療保健部門產(chǎn)生重大影響的一個例子是,量子計算將醫(yī)療決策推向了全新的水平,,甚至用特殊技能增強(qiáng)了它,。在這一發(fā)展的最關(guān)鍵時刻,量子計算機(jī)可以創(chuàng)建 PubMed 的升級版,,其中信息將駐留在系統(tǒng)中,,但不是以傳統(tǒng)的書面形式駐留,而是駐留在量子位數(shù)據(jù)中,,因為除了計算機(jī)之外,,沒有人會再“閱讀”這些研究。

  量子計算在醫(yī)療保健中的應(yīng)用還有很多,,從更快的藥物設(shè)計到更快,、更便宜的 DNA 測序和分析,再到加強(qiáng)個人醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性等,。雖然這項技術(shù)確實有這樣的潛力,,但在實用的解決方案能夠在醫(yī)學(xué)上實施之前,,我們?nèi)匀恍枰凶銐虻哪托摹H欢?,隨著這一領(lǐng)域的不斷進(jìn)步,,盡管量子計算始終被視為科幻小說中的東西,但未來十年有望看到第一臺這樣的計算機(jī)被用于臨床實踐,。

  四,、聊天機(jī)器人充當(dāng)日常助手

  與聊天機(jī)器人具有相同原理的癥狀檢查器已經(jīng)可以免費使用了。它們需依賴用戶手動輸入癥狀和描述,。我們渴望一款能夠根據(jù)用戶數(shù)據(jù)做出預(yù)測和建議的設(shè)備,,比如通過可穿戴設(shè)備收集的睡眠跟蹤、心率和活動,。

  有了這些功能,,這些機(jī)器人可以幫助用戶做出更健康的選擇,而不必強(qiáng)拖著病體去看醫(yī)生,。擁有這種個性化聊天機(jī)器人的情況,,它可以通過你的智能設(shè)備訪問,,并具有額外的健康和生活方式功能,。這個健談的“虛擬生物”可以根據(jù)你的睡眠模式在適當(dāng)?shù)臅r間叫醒你,并建議你服用抗過敏藥物,,因為那天你上下班的時候,,甚至在你起床之前,花粉濃度特別高,。

  這種機(jī)器人甚至可以根據(jù)你的營養(yǎng)概況推薦你每頓飯應(yīng)該吃什么,。它可以為你找到最合適的詞語來激勵你去健身房。它可以找到最好的笑話,,幫助你獲得好心情,。

  五、5G 幫助構(gòu)建數(shù)字健康全生態(tài)系統(tǒng)

  5G 網(wǎng)絡(luò)將使數(shù)據(jù)下載速度超過每秒 1Gbps,,使下載速度比目前可用的 4G 服務(wù)快 10 到 100 倍,。4G 網(wǎng)絡(luò)只能服務(wù)于一平方公里內(nèi)的大約 1000 臺設(shè)備,而 5G 可以服務(wù) 100 萬臺,。它將大量的健康跟蹤器與筆記本電腦,、智能手機(jī)和更多的數(shù)字設(shè)備連接起來,從而使物聯(lián)網(wǎng)(IoT)時代成為可能,。不會有連接問題或延遲,,因為跟蹤器將能夠在協(xié)同工作的同時最大限度地利用我們的數(shù)據(jù)。

  這樣的提升將支持更可靠的通信,,這在遠(yuǎn)程手術(shù),、遠(yuǎn)程會診和遠(yuǎn)程監(jiān)控等領(lǐng)域是必須的,。有了更高的帶寬和更快的連接速度,隨著健康物聯(lián)網(wǎng)變得更加穩(wěn)定和可靠,,并進(jìn)一步幫助患者參與到與他們的健康相關(guān)工作中,,可穿戴設(shè)備的未來可能更加光明。預(yù)計 5G 的主要應(yīng)用將從 2021 年開始顯現(xiàn),。


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