全球人口老齡化，對消費者基因檢測和其他技術(shù)進步的認識增強，這些將促使遺傳學檢測市場到2024年規(guī)模達到103億美元。

人工智能是推動遺傳測試發(fā)展的主要動力之一。人工智能和基因組學數(shù)據(jù)的結(jié)合，有助于推動精準醫(yī)學，了解我們的身體為什么會對不同的藥物、病毒和環(huán)境做出反應(yīng)。了解這些將有助于改變對患者的診斷和治療方式。據(jù)分析公司Frost＆Sullivan預(yù)測，到2021年的未來三年內(nèi)，人工智能系統(tǒng)將在醫(yī)療保健行業(yè)創(chuàng)造6．7億美元的價值。

醫(yī)療行業(yè)可能是數(shù)據(jù)驅(qū)動收益最具潛力的領(lǐng)域之一。然而，這不僅僅是因為人工智能，還因為醫(yī)療數(shù)據(jù)存在整體混亂的問題?；颊邤?shù)據(jù)的存儲方式仍然是碎片化的，大部分數(shù)據(jù)仍以紙質(zhì)形式保存。因此，即使在各種人工智能方法激增之前，數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)處理以支持更好的醫(yī)療保健方式，這些仍然有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

Blueprint Genetics是一家位于芬蘭和舊金山的基因檢測公司，迄今擁有100多名員工，從芬蘭、德國、瑞士和舊金山的風險投資公司那里累積獲得19億美元的股權(quán)。

Blueprint Genetics公司首席執(zhí)行官Tommi Lehtonen表示：“我們正在構(gòu)建一個非常復(fù)雜的軟件平臺，解決三種不同的艾滋病問題，通過完全透明和可追溯的分析方法，提供可擴展和高質(zhì)量的基因檢測，換句話說，我們正在從DNA檢測中去除那些不可靠的、難以追蹤的基因檢測結(jié)果?！?/p>

Lehtonen認為，監(jiān)管不會成為在基因測試中使用和發(fā)展人工智能的一個障礙。

“不同的統(tǒng)計分析方法以及人工智能方法正在獲得如此多的關(guān)注，我相信這個行業(yè)將會與監(jiān)管機構(gòu)找到合適的方向。阻礙增長的因素可能是有如此龐大的、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集?，F(xiàn)在我們在數(shù)據(jù)共享方面取得了很好的進展，但總有一個問題，那就是真正純粹的高質(zhì)量數(shù)據(jù)很難快速積累起來?！?/p>

但沒有人工智能的話，這個充滿數(shù)據(jù)的遺傳學新世界將會何去何從？Lehtonen認為，有可能跟今天的情況差不多。

他說：“遺傳學有著巨大的機會，我認為企業(yè)和研究小組最近才真正開始研究數(shù)據(jù)。另外，不是所有的分析都需要采用不同的人工智能方法，而且無監(jiān)督式人工智能（unsupervised AI）至少在一開始的時候，可能會對具有規(guī)范性的臨床環(huán)境應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)性。然而，例如在DeepVariant項目中，我認為生物數(shù)據(jù)和人工智能的結(jié)合可能會有著非常光明的前景。”

人工智能和行為改變

加拿大人工智能初創(chuàng)公司Kiwi從FounderFuel、IncWell Venture Capital、加拿大商業(yè)發(fā)展銀行以及Angel Investors那里為他們的人工智能應(yīng)用籌得了250萬美元的風險資金，這款應(yīng)用專門用于幫助人們戒掉煙癮。

Kiwi公司將其稱為預(yù)測性醫(yī)療，Kiwi的人工智能和機器學習可以自動學習用戶的吸煙習慣，當用戶吸煙的時候進行自動追蹤以確定其行為模式，然后預(yù)測下一次有吸煙沖動的時間。該應(yīng)用會為用戶生成一個吸煙時間表，以逐步拉長兩次吸煙的時間間隔，幫助用戶按自己的步調(diào)來戒煙。在這個名為Cue的應(yīng)用中，機器學習可以預(yù)測下一次你可能會在什么時候吸煙，如果你延長了時間間隔就會得到獎勵。每當吸煙者延長時間間隔的時候，他們就會獲得可轉(zhuǎn)換為亞馬遜積分的信用值。Kiwi公司表示，他們計劃未來進一步擴大可兌換積分的選項。

人工智能和診斷

2018年1月，美國聯(lián)邦藥物管理局（FDA）將Cognoa基于人工智能的軟件指定為新自閉癥II類診斷醫(yī)療設(shè)備。

Cognoa首席執(zhí)行官Brent Vaughan表示，這打開了改變患者行為健康狀況診斷和治療方式的一扇大門。Cognoa的人工智能會學習如何提高最初的診斷準確性，作為診斷自閉癥醫(yī)療設(shè)備的篩查工具。

Vaughan表示：“關(guān)于在醫(yī)療領(lǐng)域使用人工智能引發(fā)了很多討論。根據(jù)FDA的決定，Cognoa發(fā)展道路很明確，那就是將我們的軟件作為一種醫(yī)療設(shè)備，運用人工智能的力量從根本上改變從自閉癥開始的行為健康狀況護理標準。在這個早期診斷和早期治療可能對改善終身至關(guān)重要的領(lǐng)域，我們正在展現(xiàn)人工智能如何以獨特的方式解決那些未得到滿足的健康需求?！?/p>

Vaughan說，在如今的醫(yī)療體系中，自閉癥診斷的平均年齡為4．1歲，在治療影響最大的關(guān)鍵性早期干預(yù)窗口之后逐漸下降。早在患者18個月大的時候，Cognoa的第一個應(yīng)用就被臨床驗證可用于識別兒童是否患有自閉癥。

醫(yī)療領(lǐng)域中的增強現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實和混合現(xiàn)實

USC混合現(xiàn)實實驗室成員兼總監(jiān)Todd Richmond表示，在這種新的醫(yī)療范例中，虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和混合現(xiàn)實（VAMR）技術(shù)將在某些方面帶來好處。

Richmond 表示：“從醫(yī)學和術(shù)后護理，到身體和心理康復(fù)，VAMR技術(shù)除了作為直接治療工具之外，還在醫(yī)療和行為領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用，包括患者培訓(xùn)和降低術(shù)前壓力，這將有助于改善患者的整體體驗，從而可能改善患者報告的結(jié)果?！?/p>

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位于法國的Rossetti康復(fù)中心擁有一個步態(tài)實時分析交互實驗室（GRAIL），該實驗室專注于步態(tài)分析和訓(xùn)練的解決方案。該解決方案采用一個雙走道，配備各種儀器、動作捕捉系統(tǒng)、三臺攝像機和EMG，全部這些都與VR環(huán)境是同步的。

Richmond說，VAMR會帶來最大影響的一個領(lǐng)域是數(shù)字療法。VAMR技術(shù)可用于支持治

療各種心理問題，如創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、恐高癥、焦慮癥、抑郁癥、阿爾茨海默氏癥和癡呆癥。

Richmond說：“醫(yī)療型VAMR對于治療身體疾病能起到一定的幫助作用。華盛頓大學的一個研究小組已經(jīng)嘗試使用VR來治療燒傷患者的疼痛（分心治療），結(jié)果令人鼓舞。此外，在一些不適合使用傳統(tǒng)療法（考慮中風患者的運動能力有限，因此限制了他們的治療選擇）的情況下，VR技術(shù)支持的交互式的、引人入勝的身體康復(fù)計劃，已經(jīng)被證明可以提高患者康復(fù)率?！?/p>

“就我個人而言，VR讓我感到興奮的不是對現(xiàn)實世界情況的復(fù)制，而是以一種人類可以探索自己心靈、并積極影響日常生活的方式，來重塑潛意識和無意識的世界?？紤]到這一點，不難看出醫(yī)療型VAMR擁有的巨大潛力。”

但根據(jù)倫敦Digital Catapult數(shù)字健康部門負責人Andrew Chapman的說法，這些公司都需要克服的阻礙。

Chapman表示：“要克服的兩個最大障礙，是讓監(jiān)管部門接受，以及醫(yī)療保健專業(yè)人員（HCPs）的采納。早期所取得的成功，主要是由那些擁有成熟管理框架、與HCP密切合作設(shè)計出產(chǎn)品的公司所推動的。”

Chapman表示：“隨著AR和VR等身臨其境的技術(shù)，當前硬件的高成本和復(fù)雜性以及缺乏監(jiān)管指導(dǎo)的情況進一步困擾了這種情況。 “到2018年，隨著低成本獨立硬件的發(fā)布和快速擴散，我們將看到前者的障礙 － 但監(jiān)管方面的突破需要更長的時間?！?/p>

Chapman認為，在我們看到可預(yù)設(shè)的數(shù)字療法之前，沉浸式技術(shù)的使用還有很長一段路要走。

他說：“學術(shù)界在心理健康領(lǐng)域已經(jīng)有了一些例子，并且在TouchSurgery、Medical Realities和Pearson Immersive等醫(yī)療訓(xùn)練方面也有一些出色的應(yīng)用?！拔覀円呀?jīng)看到了人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的早期應(yīng)用，例如，放射科／病理學領(lǐng)域?qū)C器學習的運用正在快速發(fā)展，并且人工智能比VR／AR解決方案更接近市場。”

NTT DATA Services健康計劃咨詢自動化負責人Deana Rhoades表示，采用這些技術(shù)的最大障礙，都是與信任和忠誠度有關(guān)的。

“雖然千禧一代對特定提供商的忠誠度較低，但他們更關(guān)注可用性和便利性；老一輩對醫(yī)生非常忠誠，更喜歡面對的診治。技術(shù)社區(qū)必須克服虛擬代理要取代提供商的觀點——相反，虛擬代理是要讓提供商更好地為患者服務(wù)。”

2017年10月31日，在荷蘭阿培爾頓的＇S Heeren Loo殘疾人護理中心，一位治療師正在測試一種會播放海豚電影的新型尖端防水虛擬現(xiàn)實（VR）眼鏡。與野生海豚一起游泳似乎只能是一種夢想，而在池子里圈養(yǎng)海豚變得越來越有爭議性，環(huán)保人士將其視為一種殘忍的行為。荷蘭非營利性組織Dolphin Swim Club認為，他們已經(jīng)找到了一種方法，通過VR技術(shù)提供身臨其境的體驗，讓人們特別是殘疾人更身臨其境地感受到這種愉快的體驗。

Richmond表示，在醫(yī)藥方面面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是患者的依從性。

“如果患者不堅持治療方案，所有先進的成像、機器人手術(shù)和藥物干預(yù)都會被邊緣化。個人健康傳感器的大量增加使這一問題更加復(fù)雜化，因為個人的非正式可穿戴設(shè)備和健康記錄、以及各種信息開始混雜在一起，對于那些已經(jīng)被現(xiàn)狀所困擾的人來說，信息越來越多地涌現(xiàn)，但是對他們的幫助卻越來越少。”

Richmond認為，VAMR在這個領(lǐng)域正在以某種方式兌現(xiàn)承諾。

“首先，VAMR提供了一種傳遞信息的新媒介。這其中關(guān)鍵是數(shù)據(jù)能夠向患者‘講故事’，告訴人們?nèi)绾芜\用信息，如何學習，以及如何改變行為。VAMR代表了一種幫助數(shù)據(jù)講故事、改變生活的新途徑?！?/p>

“其次，VAMR可以作為身體健康和身心健康‘游戲化’這個更廣泛概念的一個組成部分。我們已經(jīng)看到新技術(shù)與游戲相結(jié)合用于受傷——特別是中風康復(fù)——所帶來的良好結(jié)果。VAMR和游戲化，讓可怕的物理治療和康復(fù)變成了一種真正的游戲，這讓患者參與到這個過程中，并在更長的時間內(nèi)保持治療。”