葛均波：人工智能不能替代医生 但会成为医生的好助手

近期，ChatGPT横空出世，在全球引发高度关注及热烈讨论，甚至认为其是一个革命性产品。笔者仅结合自己的医学研究及临床经验，分享一下自己对人工智能对未来医学研究和实践的可能影响的思考。

ChatGPT是人工智能（即AI）发展到一定阶段的代表性产品，可实现聊天、创作、写代码等功能。GPT是Generative Pretrained Transformer三个单词的缩写。Generative是生成的意思，表示它区别于既往搜索引擎，能自己生成创作出新的内容；Pretrained是预先训练意思，表示它之前已经在一些数据库里经过训练过，已经具有一些自身逻辑及判断；Transformer是一种全新的算法架构，能够在处理长文本时更高效，训练时间更短。ChatGPT的研发人力物力投入巨大，是个巨大系统性工程，是算法、算力及数据库三个方面的庞大资源高度整合的产物。

影响AI发展的三个要素是算法、算力及数据库。在算力方面，我相信随着芯片等硬件技术提高，问题是不大的。但在算法及数据库方面，医学是有特殊性的。首先，医学的参数变量主观性较强，有时候不太好精确定量评价，如疼痛、疲劳、瘙痒、犯困，很难用数学精确定量，个体差异又很大。其次，医学参数变异度及相互影响很大，比如我们经常使用一个参数6分钟步行试验，就是让患者在6分钟内拼命走路，然后测量其最大走动距离，患者在不同身体状态、不同医生陪同监督下都会出现差别较大的结果；又例如心脏功能常用的参数，左心室射血分数（LVEF），不同超声医生测量结果差异度也较大，同时其准确度也受到很多情况影响（比如瓣膜反流，心脏大小，显像清晰情况等）。其实，我一直以为医学是一门模糊科学，是一门概率科学，很难精确地预判，只能是大概率地判断。在实践中，再简单的手术，都不可能百分百没有并发症；再高明的专家，在临床实践中，也不可能百分百准确诊断。医学变量的模糊性及变异性，以及参数之间可能会发生交互作用，对AI在医学中应用提出了更高要求。因此，需要更高级、更深度的算法来解决。对于医学数据库建立，同样存在巨大难度。上面讲到，医学变量和常规变量不一样，有时候难以准确收集，并且一个人所涵盖的生物信息参数本身就是非常巨大，再加上受制于个人隐私、医学伦理，医院之间信息壁垒，人力投入不够等等因素，要建立一个完整的海量生物信息数据库是一个非常大的挑战。目前只能建立一些大型局部疾病数据库。

综上分析，AI在医学应用还是存在着诸多重大挑战，想要完全取代医生目前技术看来还是不可能。AI医疗诊断先驱IBM Watson、谷歌人工智能Streams铩羽而归就是个证据。然而，毫无疑问，AI将会为大大促进医学发展，成为医生的好助手。例如，提供高效的文献检索，图像处理、识别及辅助诊断，帮助手术导航等等，目前均已实现。随着算法及算力提升，其效能及准确性将进一步提升。

对于AI在医学中发展方向，笔者目前能想到的方向包括：一、信息检索及咨询。可以帮助医生更迅速高效找到匹配的研究文献，最新诊疗指南，类似的案例，可以回答患者一些专业性问题；二、辅助诊断。主要是影像诊断，包括快速图像（超声、CT、磁共振、病理切片）处理，筛查感兴趣的或者异常区域，作出影像方面诊断；当然，在特定场景下，对一些特定疾病作出诊断也是可能做到的，比如在心内科门诊诊断出室上性心动过速。但要AI像医生那样对众多疾病都作出分析和诊断还是比较遥远；三、AI辅助制药。通过海量分子结构数据库学习，建立起不同分子之间空间结构相互作用及关联的模型，然后对候选药物分子、化合物、蛋白质的结合以及基因的作用完成机理上的模拟和计算，典型的应用场景包括虚拟药物筛选、蛋白质结构预测等，将人工智能技术与生物制药技术融合，大幅度缩短药物研发时间，节省研发成本，提高效率。头部公司AlphaFold突破性地解决了生物学界长达50年的蛋白质空间结构预测难题就是个典型成功例子。四、虚拟器官。虚拟的人体器官或在人体系统上测试药物和疗法的有效性，进而能够准确预测真实的人体对疾病治疗的反应。计算机模拟人体试验可以降低初步评估的时间与金钱成本，同时大大减少了志愿者的数量。这种技术也可以应用到医疗器械研发领域，在计算机模型中验证所涉及医疗器械的效果。五、智能监测采集。无须专业医生，患者在家庭即可实现自我收集，比如家庭超声图像采集。六、数字孪生。这是我近期提出的概念，就是通过收集个体各种生物信息，建立一个符合个体健康特性的数字人，通过海量数据库及人工智能学习，可以对患者即将出现的健康情况恶化做出预警，对健康管理提出建议。

总之，AI不能替代医生，但会成为医生的好助手。

△本文作者：全国政协委员、中国科学院院士 葛均波

 

专家简介

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葛均波

中国科学院院士，中国心血管健康联盟主席，主任医师，教授，博士生导师，复旦大学附属中山医院心内科主任，心导管室主任，上海市心血管病研究所所长。世界心脏联盟常务理事，亚太介入心脏病学会主席，国际心脏病大会顾问委员会委员。致力于冠心病病人心肌微循环灌注障碍方面的研究，他对冠状动脉血流缓慢综合征的研究阐述了假性冠状动脉血流储备正常的机制，获九三学社抗击新冠肺炎疫情先进个人荣誉称号、全国先进工作者。

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