Microsoft Healthcare以AI助力人類健康福祉

作為聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之一，確保人們具有健康的生活方式，促進(jìn)各年齡段所有人的福祉，對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展來說至關(guān)重要。無論是預(yù)防、治療和消除一系列疾病，讓更多的人能夠獲得醫(yī)療健康服務(wù)，還是改善公共衛(wèi)生和個(gè)人衛(wèi)生，都有助于挽救全球數(shù)百萬(wàn)人的生命。

而在2020年初，突如其來的新冠病毒按下了世界的暫停鍵，全球科研人員相繼展開研究工作，為早日戰(zhàn)勝病毒、保護(hù)世界健康而奮斗。微軟始終對(duì)疫情保持著高度關(guān)注，不僅為一線研究人員提供了技術(shù)和資金支持，更是加速推進(jìn)著多項(xiàng)抗擊新冠肺炎疫情的合作與行動(dòng)。

這并非是微軟首次涉足醫(yī)療健康議題。一直以來，微軟都在積極探索計(jì)算機(jī)科學(xué)與醫(yī)療健康、生命科學(xué)領(lǐng)域結(jié)合的可能性。

Microsoft Healthcare 以AI 助力人類健康福祉

計(jì)算機(jī)科學(xué)日新月異，并一直與人類的生活緊密相關(guān)，為社會(huì)發(fā)展帶來了深遠(yuǎn)的影響。AI 的發(fā)展使過去的許多不可能成為現(xiàn)實(shí)，能夠識(shí)別單詞和圖像，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)中的模式并進(jìn)行推理，像人類一樣學(xué)習(xí)。AI 正在延伸人類的感官，改變?nèi)祟悓?duì)世界的理解，它或許不是那個(gè)解決一切人類社會(huì)問題的最終答案，卻是我們提升自身創(chuàng)新能力的有力助推器。

在過去的幾年里，微軟AI 技術(shù)在醫(yī)療健康領(lǐng)域的許多出色應(yīng)用已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。例如，微軟和Novartis基金會(huì)共同開發(fā)了一種支持AI 的數(shù)字健康工具，可以加快麻風(fēng)病的早期發(fā)現(xiàn)速度，幫助醫(yī)療資源匱乏的貧困地區(qū)消除麻風(fēng)病。微軟也與多個(gè)世界級(jí)眼部護(hù)理提供商合作，通過Azure 機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)眼部疾病進(jìn)行早期篩查和檢測(cè)，以減少可預(yù)防性失明，該項(xiàng)目早在2017年就被特蘭加納政府采納用于公共衛(wèi)生篩查計(jì)劃。

但是，全球范圍內(nèi)的公共衛(wèi)生進(jìn)步并不平等，人類的健康成本仍然高昂，疑難雜癥、不發(fā)達(dá)地區(qū)尤其需要我們的關(guān)注。在研究人員致力于從醫(yī)學(xué)角度改進(jìn)診療方案的同時(shí)，技術(shù)的進(jìn)步也可以幫助他們加速研究，拓展醫(yī)療手段的可能性。通過AI 和醫(yī)療健康的結(jié)合，許多疾病的診斷和治療方法都可以得到改善，尤其是包括心腦血管疾病和癌癥在內(nèi)的一些最棘手的疾病。

同時(shí)，在過去的10到20年里，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的大量醫(yī)療設(shè)備、分析手段已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展同樣產(chǎn)生著大量數(shù)據(jù)。如果有效利用這些數(shù)據(jù)，就能夠?yàn)槿藗兲峁└叨葌€(gè)性化、更精確、更具有針對(duì)性的診斷和治療方法，為大眾的健康提供全方位視圖，不僅告訴人們現(xiàn)在的健康狀況，更對(duì)未來幾年可能的情況做出提醒。

微軟全球資深副總裁、微軟研究院以及微軟醫(yī)療部門（Microsoft Healthcare）的負(fù)責(zé)人Peter Lee 博士在采訪中談到，醫(yī)療健康在全球范圍內(nèi)是一項(xiàng)價(jià)值7.5萬(wàn)億美元的龐大業(yè)務(wù)，而且越來越多的數(shù)據(jù)，以及能夠?qū)?shù)據(jù)充分利用的人工智能和計(jì)算技術(shù)等服務(wù)正在遷移到云中。微軟正在密切關(guān)注并優(yōu)先支持這一點(diǎn)。

在此愿景下，2020年1月29日，微軟啟動(dòng)了致力于提升全世界人民和社區(qū)健康狀況的AI for Health 項(xiàng)目。它是微軟AI for Good 計(jì)劃的一部分，旨在通過人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)工具，為非營(yíng)利性組織、研究人員和組織機(jī)構(gòu)賦能。微軟將在保護(hù)隱私、安全和維護(hù)道德的基礎(chǔ)上，與業(yè)內(nèi)專家合作探索醫(yī)療健康事業(yè)。

AI for Health 重點(diǎn)關(guān)注三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域：

探索新的發(fā)現(xiàn)。包括以AI 加速醫(yī)學(xué)研究，促進(jìn)疾病的預(yù)防、診斷和治療等。

洞察全球健康。提高人們對(duì)死亡率和壽命的共同認(rèn)識(shí)，以防止全球性健康危機(jī)的發(fā)生。

促進(jìn)健康的公平性。減少健康不平等情況，增加醫(yī)療資源缺乏人群的醫(yī)療機(jī)會(huì)。

Peter Lee 博士認(rèn)為：“我們可以將AI for Health 看作研究熱情的一個(gè)出口——AI 能做什么來促進(jìn)醫(yī)學(xué)發(fā)展？”微軟研究院的許多研究人員都對(duì)醫(yī)療和醫(yī)藥非常感興趣，并致力于探索AI 運(yùn)用在各種醫(yī)療診斷和治療應(yīng)用中的可能。今天，全球有40億人無法獲得應(yīng)有的醫(yī)療健康服務(wù)，人工智能和技術(shù)發(fā)展必須幫助創(chuàng)建更加公平的解決方案。

微軟AI+醫(yī)療做了些什么？

積極對(duì)抗新冠疫情

隨著疫情在全球發(fā)展，微軟正在加速推進(jìn)AI for Health 項(xiàng)目，為處于新冠疫情研究一線的科研人員提供支持。多項(xiàng)抗擊新冠疫情的合作與行動(dòng)正在有條不紊地開展，包括為“抗擊新冠肺炎高性能計(jì)算聯(lián)盟”組織提供強(qiáng)大的計(jì)算資源，助力華盛頓大學(xué)健康測(cè)量及評(píng)價(jià)研究所發(fā)布的新冠肺炎數(shù)據(jù)可視化內(nèi)容和預(yù)測(cè)等等。

微軟亞洲研究院的研究人員基于在計(jì)算生物學(xué)、數(shù)據(jù)分析等領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和研究經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建了新冠數(shù)據(jù)分析網(wǎng)站COVID Insights （covid.msra.cn），希望透過數(shù)字表面，更深入、多角度地分析新冠疫情的相關(guān)數(shù)據(jù)。

弱監(jiān)督學(xué)習(xí)助力醫(yī)學(xué)影像

病理切片的解讀在中國(guó)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。中國(guó)每10萬(wàn)人口中只有不到兩位病理醫(yī)生，專業(yè)人才非常缺乏。假如一個(gè)人不幸患了肺腫瘤，病理醫(yī)生要把患者的病理切片切成二三十片，然后仔細(xì)觀察其中哪些部分是病變的，是什么樣的病變，不同類型病變的百分比各是多少，這個(gè)過程極耗時(shí)間。

現(xiàn)在通過深度學(xué)習(xí)，AI 可以輔助醫(yī)生進(jìn)行病理篩查，幫助他們提高診斷效率。微軟亞洲研究院的研究人員希望通過端到端的深度學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練這個(gè)系統(tǒng)，在標(biāo)注數(shù)據(jù)有限的情況下進(jìn)行醫(yī)學(xué)影像的處理、分類和切割。這種方法可以應(yīng)用在大腸癌、肺癌、宮頸癌等許多領(lǐng)域，通過減少對(duì)標(biāo)注數(shù)據(jù)的依賴，讓更多的數(shù)據(jù)能夠得到快速的分析。

無人機(jī)+捕蚊器，幫助追蹤病毒傳播

在全世界的大部分地區(qū)，蚊子是嚴(yán)重的公眾衛(wèi)生問題，它可能會(huì)傳播登革熱、西尼羅河病毒、瘧疾和寨卡病毒等嚴(yán)重的疾病。據(jù)估計(jì)，每年約有7億人被蚊子傳染各種疾病，且每十七個(gè)人中，就有一人死于被蚊子傳染的疾病，而這在熱帶地區(qū)尤甚。

微軟的研究人員將無人機(jī)技術(shù)與捕蚊器結(jié)合，研發(fā)了用于追蹤病毒的新型捕蚊器，可以告訴科學(xué)家們每只蚊子的捕獲時(shí)間、地點(diǎn)、溫度、風(fēng)力和濕度等等，同時(shí)它的設(shè)計(jì)使它不會(huì)像傳統(tǒng)捕蚊器那樣在刮風(fēng)、下雨等惡劣自然條件下失效。無人機(jī)使得研究者能夠以低成本、低耗時(shí)的方式在幅員遼闊的區(qū)域里精準(zhǔn)定位蚊蟲攜帶的病毒數(shù)據(jù)，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練來發(fā)現(xiàn)和預(yù)測(cè)潛在疾病的暴發(fā)，幫助人們提前采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

合作研究抗感染領(lǐng)域的病原菌

中國(guó)抗菌藥物管理領(lǐng)域在走向診療一體化的過程中面臨兩大核心痛點(diǎn)問題：一是在理念層面，基層專業(yè)人員抗菌藥物合理使用的理念急需提高；二是在方法和技術(shù)層面，病原學(xué)和藥敏檢驗(yàn)?zāi)芰π璐罅訌?qiáng)，以促進(jìn)臨床診斷與治療需要進(jìn)一步結(jié)合。

為此，輝瑞生物制藥集團(tuán)與微軟合作，以感染相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使用云計(jì)算和人工智能技術(shù)開發(fā)可以協(xié)助基層檢驗(yàn)科室識(shí)別感染病原菌的智能算法，以智能圖片識(shí)別方式來幫助基層醫(yī)生識(shí)別不同種類的真菌，用高效與智能的方式來協(xié)助提升感染病原的檢出率，從而助力臨床，實(shí)現(xiàn)抗感染的精準(zhǔn)治療。

以上這些都是微軟在醫(yī)療健康領(lǐng)域多方面探索的一部分。在世界上大多數(shù)地區(qū)，醫(yī)療健康都面臨著一些挑戰(zhàn)。對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家而言，這是一個(gè)財(cái)務(wù)臨界點(diǎn)。對(duì)發(fā)展中國(guó)家而言，獲得良好醫(yī)療服務(wù)的機(jī)會(huì)仍是稀缺和不平等的。人們?cè)絹碓较Ｍ夹g(shù)進(jìn)步能切實(shí)改變自己的生活，這也是微軟參與醫(yī)療健康領(lǐng)域的長(zhǎng)遠(yuǎn)愿景。