“计算机医生”或将成现实 诊断疾病准确率高

2011年07月02日 12:07    Liming
关键词: 计算机医生
具有庞大信息库的超级计算机“沃森”有可能成为替人诊断治病的“计算机医生”。它不仅有海量的生物医学信息,而且可以进行人机对话。计算机和医疗领域的专家目前正在对沃森做必要的改进,大约在两年后,“沃森”就有可能“挂牌行医”,成为计算机医生,或者临床医生的助理了。沃森(Watson)是谁?它就是在今年2月在美国益智类电视节目《风险》中战胜最优秀的人类选手的IBM超级计算机。

沃森战胜人脑之后声名鹊起,现在,它作为一个巨大的计算机智能库,又在向医学领域渗透,有可能成为人类历史上最有名望的医生或助理医生,它可以替人诊疗疾病,诊断的准确率甚至可以超过名医。

诊断疾病准确率高

现在,很多人患了病都会在网上搜集就医的信息和资料,包括了解疾病知识、寻找名医,如何治疗疾病等等。而这些情况说不定就会被收集到医学信息库中,作为诊断和治疗的相关信息供查询、使用。

然而,具有庞大信息库的电脑沃森更有可能成为一名替人诊断治病的“计算机医生”,因为它不仅有海量的生物医学信息,而且可以与人进行人机对话,现在,只要在临床医生的帮助下或再给它输入一个诊断治疗的软件,它就可以成为计算机医生,或者成为临床医生的最佳助理。
按照对沃森的设计,它能理解人类的普通语言,能够理解和分析问题,包括理解一个人患病后对症状的描述,掌握医学知识、医学理论和医学史,因此能迅速诊断疾病,并且提出合理的治疗方法。因此,能够做出正确诊断和提出适宜治疗方案的沃森则被称为“沃森医生”或“医疗沃森”。计算机和医疗两个领域的专家目前正在对沃森做必要的改进,大约在两年后,沃森医生就有可能“挂牌行医”了。

沃森医生的优势在于,它可以全方位地模仿人类的医生。例如,可以像人类医生一样“当面”听取病人对疾病的叙述,甚至可以对病人的问题进行解答,然后做出诊断和开出药方。沃森诊断疾病的能力最近在一些虚拟病人身上得到证明。这些虚拟病人患有眼部疾病,视力不佳,有家族关节炎史,居住在美国康涅狄格州。根据这些情况,沃森对病人依次给出了三种诊断,一是葡萄膜炎,二是白塞病,三是莱姆病。

葡萄膜炎指的是眼睛的虹膜、睫状体、脉络膜同时发炎的疾病,多发于青壮年;白塞病(Behcet‘s disease)是一个多系统的慢性损害性综合征,临床上以复发性葡萄膜炎、口腔溃疡、皮肤损害和生殖器溃疡为特征,多双眼发病;莱姆病(Lyme disease)是一种由伯氏疏螺旋体所引起,经硬蜱为主要传播媒介的自然疫源性疾病,临床表现为慢性炎症性多系统损害,除慢性游走性红斑和关节炎外,还常伴有心脏损害和神经系统受累等症状。

最终结果表明,沃森的诊断达到了73%的准确度。这比人类医生的误诊率还小,后者的误诊率是30%或更高。

提供医疗方案同样出色

沃森在疾病治疗方面的优势并不比它的诊断水平差,在这一点上,它同样是比较可靠的医生。这也已经得到证明。当沃森给病人诊断了莱姆病后提出治疗方案时,它开出的首选抗生素是强力霉素。但是,研究人员随后告知沃森,病人是孕妇而且对四环素类药物过敏,此时沃森提供了另一种抗生素——头孢呋辛。这就避免了可能出现的医疗事故,同时保证了最佳治疗方案。

沃森的优势在于,它知道最新的治疗指南,无论指南的内容有多复杂,有多少种方法,有多少禁忌,有多少种药物配伍原则,沃森都能准确地为医生提供最适宜的选择。而且,对于同一种疾病的不同病人,沃森提供的都是个性化的治疗方案。例如,一名患有前列腺癌的75岁的老人因高血压感到眩晕,而另一名32岁的女性患高血压,沃森会为他们提供不同的但最适宜个人的治疗方案。

美国哥伦比亚大学医学院教授赫伯特·切斯(Herbert Chase)对沃森的诊断和治疗方案给予了高度评价:前两种疾病(葡萄膜炎和白塞病)都是眼病,有一些联系,而后一种疾病(莱姆病)则并非眼病,而且是一种罕见的疾病。这几种疾病都无法糊弄沃森。可以说,沃森的诊断准确性很高。

沃森为何有如此高的诊断准确性?原因在于沃森“肚里有货”。它贮存了很多百科全书、词典、图书、新闻和电影剧本,在医疗方面它还拥有大量医学工具书、临床诊断手册和医学杂志。而且,沃森还可以与医疗电子记录连接,这些记录是美国联邦政府要求医院建立和维护的,沃森通过查阅病历和诊治记录,来作为诊治疾病的参考。同时,沃森还有一个得天独厚的条件,这是人类医生所不具备的——它可以借助病人个人的动态信息来帮助诊断。例如,病人在微博或网页上对自己疾病的查询等信息,都可以被沃森所获取,并成为诊治疾病的参考依据。
个人的医疗信息甚至更为重要。例如,一个人所说的他被诊断成什么病、经历过何种治疗、服过何种药等,都是重要的信息。这其实就是疾病治疗的试错过程,而这一过程在疾病治疗中非常普遍。原因在于,对于某种疾病,尤其是罕见疾病或主要症状不明显的疾病,医生只能根据初步诊断来试探性治疗,也称为试错治疗。例如,中国2003年的SARS流行,起初并不能确诊,也没有正确的治疗方法。是经过无数次的试错诊断和治疗,才找到了比较适宜的诊断和治疗方法。沃森所能获取的,就包括大量的试错治疗信息,以及各方面的专家会诊信息,因而这些资料比一般的医疗信息更管用。

以海量信息帮助医生

随着知识更新变得越来越快,人类进入信息爆炸时代,医学的知识同样如此。再加上人类基因组的逐步破译,大量的新疾病和病理知识不断涌现,这就要求临床医生不得不记忆很多新的医学知识和新的疾病,如此,则成为现代医生的一个重负。这时,沃森的另一个优势就体现出来了。无论有多少新的知识和新的疾病,只要贮存到沃森的“大脑”中就行了,它会为临床医生提供记忆、查询的方便,同时可以为医生提出建议。

医生和常人一样,要记住近30年来的所有事情是不可能的,而且医生每天都会面临许多找不到答案的医学问题,即使可以利用搜索引擎,医生也要花费更多的时间和精力才能找到答案,而且是零碎的答案。其中,基因和分子生物学的知识,以及药物的新知识更是令临床医生头痛,它们的更新速度呈几何级数增长。但是,把这些问题拿来询问沃森,就像在人机大战中的问答一样,沃森可以为你提供最接近真相的答案,免去了医生大量查阅文献和记忆不佳的短处。

美国得克萨斯州与IBM合作的一家医疗咨询公司Ringful Health进行的一项调查很能说明问题。1999年他们问询了103位大夫,发现他们一天要被病人问到1100个问题,其中64%的问题是回答不了的。这种情况可能让医生的治疗并不理想,而且很可能出现医疗事故。但是,如果把这样的事情交给沃森来办,就可能轻松搞定。

在《风险》的节目直播现场,沃森与它的人类对手对一个问题只能选择一个正确答案。但是,在疾病诊治现场,沃森获得疾病描述的多种症状时,却可以为医生按可信度的大小提供几种最有可能的诊断。这对于医疗实践是非常有利的。因为,在医疗中初次诊治都不会只是按一种疾病来诊断和治疗,因为同一种疾病可以表现为不同的症状,同样,不同的疾病也可以表现为同一种症状,因此需要列出一系列疾病来考虑,按可信度最高的一两种疾病来尝试治疗。若治疗有效,则可以确认并继续治下去,若无效,则需要考虑是另一种疾病,并对症治疗。
沃森提供几种诊断的好处还在于,可以帮助医生跳出思维定势,即不让诊断和治疗的思路固定在一点上。如果诊断治疗的固定思维是错误的,就会延误治疗。例如,一个人有95%的几率患有A疾病,但是他也还有5%的几率患有其他疾病,这一点最容易被医生忘记,但是,沃森不会忘记。

有疑难,问沃森

不过,沃森作为一名医生或医生助理在实践中还存在一些问题。首先,医疗机构当然会有意向购买这么一台计算机,但是其价格可能是天价的,因此可能没有医院会买得起。然而,沃森这样的好医生助理如果不被采用,则是人类的损失。所以,对如何推广使用沃森的问题,或许需要更好的解决方案。现在看来,有几个方面的选择。

首先,可以通过一个手持装置让医生与沃森的资料库连通对话,这个手持装置使用语言识别技术和云计算,从而让医生能分享到沃森的智慧和建议。

其次,可以把沃森用作一些重要疾病(如癌症)的最先进的资料库,让专业人员分享。当然,还可以把沃森当作一种随时可用的提供建议者。
综合上述做法可以设想出典型的使用方法。例如,如果医生手持一个iPad,无论他在什么地方,都可以像使用GPS一样,直接输出指令,与沃森联机,询问各种疾病的诊断和治疗情况,甚至在战场上的急救也可以求助于沃森。

当然,现在美国已经拥有一些私人医疗库,如“伊莎贝尔保健系统”,但是它只有通过与多功能医院保健系统联网才能使用。而且,使用伊莎贝尔保健系统的速度较慢,价格较贵。一个人或一个家庭使用伊莎贝尔保健系统作为健康顾问一年要花费几千到40万美元。

在这些方面,沃森都有优势。沃森的速度较快,而且具备理解人类语言的能力,对疾病的理解当然胜过一般的计算机系统。例如,对于病人描述的“难以咽下食物”这种症状,沃森的理解具有专业水准,它会把这种症状定义为医疗上的术语“下咽困难”。

2010年秋季,伊莎贝尔保健系统已经在佛罗里达的奥兰多保健医院联网使用,医生的评价较好。一些经验较少、临床实践不多的医生可以从伊莎贝尔保健系统获得更多帮助,因为这一保健系统可以为医生提供一些可靠的诊断和治疗建议。

当然,无论是伊莎贝尔保健系统还是沃森医生,在未来都只是主要作为医生的一个帮手,为医生提供诊断和治疗的建议。在医疗实践中,医生任何时候都不会盲目接受一台计算机的建议,而是要经过自己的思考和分析才能确诊和提出治疗方案。

所以,如果沃森有幸的话,在未来起码可以以一名助理医生的身份进入人类的生活。
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