“如果長(zhǎng)期保持這樣的生活習(xí)慣,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間會(huì)患上哪些疾?。俊?/p>
“為了以后不生病,現(xiàn)在的我們又該做些什么……”
針對(duì)人人都有的健康煩惱,東芝正在嘗試將50多年研究歷史的人工智能(Artificial Intelligence:AI)技術(shù)、與大數(shù)據(jù)(來(lái)自140多年的制造經(jīng)驗(yàn))分析·發(fā)現(xiàn)價(jià)值的經(jīng)驗(yàn),以及靈活的軟件開(kāi)發(fā)能力相結(jié)合。上篇中以實(shí)現(xiàn)生活習(xí)慣病可視化的“疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI”為中心,闡述了在不遠(yuǎn)的將來(lái)醫(yī)療的應(yīng)有狀態(tài)后,本篇將集中介紹AI技術(shù)研發(fā)過(guò)程,以及AI技術(shù)所蘊(yùn)含的意義。
一、研究所和制造現(xiàn)場(chǎng)磨練出的東芝AI技術(shù)
《以大數(shù)據(jù)和AI技術(shù),點(diǎn)亮健康生活(上篇)》中,日本東京日本橋室町三井塔Midtown Clinic總院院長(zhǎng)——田口淳一醫(yī)生介紹了活用“疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI”技術(shù),并根據(jù)個(gè)人的體檢數(shù)據(jù),為每位患者提供定制解決方案的醫(yī)療模式。此外,株式會(huì)社東芝技術(shù)企劃部的山口泰平還談及了“疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI”的可視化功能,即實(shí)現(xiàn)從目前的體檢結(jié)果,模擬出如何發(fā)展到需要引起特別注意的階段,甚至是異常階段(生活習(xí)慣?。┑墓δ?。
株式會(huì)社東芝研發(fā)中心的春木耕祐在了解田口醫(yī)生和山口提出的構(gòu)想后,正在推進(jìn)實(shí)現(xiàn)這一構(gòu)想的AI研發(fā)工作。春木曾在大學(xué)研究生院從事數(shù)學(xué)研究,加入東芝后,便成為了一名軟件研究員。春木在制造現(xiàn)場(chǎng)積累了豐富發(fā)AI技術(shù)活用 經(jīng)驗(yàn),目前正在推進(jìn)“疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI”和“目標(biāo)值計(jì)算AI”的研發(fā)工作。據(jù)春木介紹,東芝的信息物理系統(tǒng)(Cyber-Physical Systems:CPS)是研發(fā)AI的基礎(chǔ)。CPS是一種在網(wǎng)絡(luò)空間中對(duì)存在于現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并將其轉(zhuǎn)換成新的信息或知識(shí),之后再反饋給現(xiàn)實(shí)世界,進(jìn)而創(chuàng)造價(jià)值的機(jī)制(春木)。
“東芝擁有140多年的制造經(jīng)驗(yàn)和50多年的AI研發(fā)技術(shù)。因此,利用制造現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行AI開(kāi)發(fā)是理所當(dāng)然的事情。在該解決方案中,面對(duì)數(shù)十萬(wàn)人數(shù)年間的龐大體檢結(jié)果數(shù)據(jù),如何應(yīng)用AI技術(shù),應(yīng)用哪種AI技術(shù)成為問(wèn)題的焦點(diǎn)。而迄今為止的經(jīng)驗(yàn)和東芝的技術(shù)知識(shí)也在此得到了有效利用。東芝的研究人員與現(xiàn)場(chǎng)工作人員也都具備AI開(kāi)發(fā)方面的知識(shí)?!?/b>
例如,春木等研究員共同參加了“研發(fā)中心展”(在東芝集團(tuán)內(nèi)部發(fā)表研究成果),當(dāng)春木發(fā)表“疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI”相關(guān)內(nèi)容時(shí),從事不同業(yè)務(wù)的員工們能夠馬上理解這一AI模型的作用和機(jī)制,并就如何對(duì)其加以利用,展開(kāi)了熱烈的討論。此外,在同樣的發(fā)表會(huì)議上,東芝內(nèi)部醫(yī)院的醫(yī)生表示:“如果擁有這個(gè)解決方案,我們就可以根據(jù)每個(gè)患者的情況進(jìn)行指導(dǎo)。一直以來(lái),我們都在費(fèi)盡心思地改變患者的生活習(xí)慣或是行為,希望這一解決方案能夠早日實(shí)現(xiàn)?!闭沁@種抓住AI本質(zhì)的討論和表達(dá),進(jìn)一步激發(fā)了春木將研究成果應(yīng)用于社會(huì)實(shí)踐的熱情,并促使其加快了開(kāi)發(fā)的步伐。
株式會(huì)社東芝 研發(fā)中心 分析AI實(shí)驗(yàn)室
春木耕祐
關(guān)于“疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI”,春木等人從東芝健康保險(xiǎn)工會(huì)的醫(yī)療費(fèi)賬單*數(shù)據(jù)中提取出沒(méi)有服用治療藥物的員工(即:沒(méi)有生病的人),并收集了這些人的飲酒頻率、體重或檢查值(例如:血壓等)等體檢數(shù)據(jù)。當(dāng)同一群體的檢查值從正常變?yōu)楫惓?,并確定患上生活習(xí)慣病時(shí),結(jié)合這些數(shù)據(jù),便可以提高從健康狀態(tài)到患病狀態(tài)的可能性預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度。換言之,將各種體檢數(shù)據(jù)用作入口數(shù)據(jù),將體檢數(shù)據(jù)中的檢查數(shù)值異常情況用作出口數(shù)據(jù)。為提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度,我們運(yùn)用了半導(dǎo)體制造工程中用于檢測(cè)缺陷產(chǎn)品的AI技術(shù),并根據(jù)海量數(shù)據(jù)的分布,應(yīng)用最優(yōu)預(yù)測(cè)模型。其結(jié)果是,對(duì)生活習(xí)慣相關(guān)的各因素(比如“飲酒頻率”“最近1年的體重變化”等)分配相應(yīng)的預(yù)測(cè)分值,進(jìn)而算出1-6年后生活習(xí)慣病的患病風(fēng)險(xiǎn)(%)。構(gòu)建這個(gè)最優(yōu)預(yù)測(cè)模型需要進(jìn)行龐大的計(jì)算,我們的應(yīng)對(duì)則是通過(guò)應(yīng)用并行分布處理法(應(yīng)用多個(gè)CPU進(jìn)行大量計(jì)算)以及數(shù)學(xué)算法(能夠有效完成各種計(jì)算),以完成這樣大量的計(jì)算工作。
*醫(yī)療機(jī)構(gòu)向健康保險(xiǎn)工會(huì)提交的每月醫(yī)療費(fèi)用清單(包括:治療藥物等)
解說(shuō)圖
東芝在研發(fā)方面所付出的努力,遠(yuǎn)不止于此。AI是基于人類提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)的,因此,我們需要以適當(dāng)?shù)姆绞教幚砣肟跀?shù)據(jù)和出口數(shù)據(jù)。此時(shí),東芝集團(tuán)專有技術(shù)發(fā)揮了作用。該技術(shù)可查找出重復(fù)或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)等問(wèn)題,并進(jìn)行刪除或更正,從而順利地完成數(shù)據(jù)集的整理。此外,我們還需要仔細(xì)標(biāo)記數(shù)據(jù)(例如:哪些是“疾病狀態(tài)”),并與現(xiàn)場(chǎng)的工作人員進(jìn)行反復(fù)溝通,確保其形式與解決方案目標(biāo)相吻合。與軟件研發(fā)時(shí)一樣,春木制作了試制品,與現(xiàn)場(chǎng)的工作人員共同驗(yàn)證,并將驗(yàn)證結(jié)果反映在下一次試制中,這種開(kāi)發(fā)速度極快,最終得到了AUC0.96*的結(jié)果。接下來(lái),將完成的東芝解決方案應(yīng)用于Midtown Clinic的數(shù)據(jù)中,得到了同樣高的準(zhǔn)確度,春木表示:“說(shuō)實(shí)話,這讓我松了一口氣,看到了普及化的可能性。”
*AUC值:1.0表示完全預(yù)測(cè)能力
二、普及“疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI”的好處為何?
目前,Midtown Clinic和東芝正在進(jìn)行實(shí)證研究,以確認(rèn)該解決方案是否可以真正促進(jìn)患者的行為轉(zhuǎn)變。田口醫(yī)生對(duì)此項(xiàng)研究抱有很大的期待,他強(qiáng)烈表示:“通過(guò)有效利用東芝的AI技術(shù),醫(yī)生和患者之間的交流可以邁入一個(gè)新階段。基于AI的標(biāo)準(zhǔn)處理方式(例如:沒(méi)有遺漏的數(shù)據(jù)分析等),醫(yī)生可以專注于根據(jù)每個(gè)患者的情況進(jìn)行治療,從而實(shí)現(xiàn)比以往任何時(shí)候都更有效率、更有效果的治療。我認(rèn)為這是一種融合了數(shù)字技術(shù)和醫(yī)生專業(yè)性的新型醫(yī)療方式,以這次的實(shí)證研究為起點(diǎn),通過(guò)推廣這個(gè)解決方案,可以提高日本的診療水平?!?/p>
此外,據(jù)田口醫(yī)生稱,讓“疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI”對(duì)數(shù)據(jù)(例如:患者的遺傳信息和家族史等)進(jìn)行追加分析,有望進(jìn)一步提高準(zhǔn)確率。這種多維度治療法可以有效利用遺傳信息,根據(jù)日本人的情況進(jìn)行治療,甚至考慮到了家族史,可以說(shuō)是一種個(gè)性化定制醫(yī)療。此外,田口醫(yī)生還強(qiáng)調(diào)了以下內(nèi)容:
“患者在診察室接受完治療后生活習(xí)慣的改變也很重要。除此次的解決方案之外,如果還有針對(duì)日常生活的飲食或運(yùn)動(dòng)方面提供建議的解決方案,那么就有望進(jìn)一步降低患病的風(fēng)險(xiǎn)。今后也有必要考慮這一點(diǎn)?!?/p>
此外,田口醫(yī)生還補(bǔ)充道,此類解決方案的意義不僅僅局限于對(duì)人們進(jìn)行診療。
“改善患者的生活質(zhì)量,讓人們不患病,這當(dāng)然很重要。但如果這樣的方案可以惠及一人、兩人直至更多人將有助于節(jié)省醫(yī)療支出。此外,對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),員工的健康問(wèn)題不僅關(guān)系到各員工的工作效率,也影響著組織的整體氛圍,因此應(yīng)得到加倍重視。因此,除節(jié)省醫(yī)療支出這一好處外,我認(rèn)為東芝的AI技術(shù)還可以幫助企業(yè)持續(xù)創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值?!?/p>
正如田口醫(yī)生所指出的那樣,針對(duì)這種疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)AI,東芝正在通過(guò)追加遺傳信息,研發(fā)出準(zhǔn)確度更高、更有利于改變個(gè)人行為習(xí)慣的解決方案。此外,以“風(fēng)險(xiǎn)可視化”這一共同點(diǎn)為基礎(chǔ),與日本金澤大學(xué)合作進(jìn)行的從糖尿病腎病發(fā)展至透析治療的風(fēng)險(xiǎn)可視化研究,及與美國(guó)約翰斯霍普金斯大學(xué)共同開(kāi)發(fā)可以預(yù)測(cè)心臟病患病風(fēng)險(xiǎn)的AI模型正在進(jìn)行中,并計(jì)劃將其投入到實(shí)際應(yīng)用中。
山口一邊遙望遠(yuǎn)方一邊說(shuō)道:“我們的想法不僅僅是停留在提供AI技術(shù)這一層面,作為提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)的東芝公司,我們也希望構(gòu)想一種價(jià)值,讓東芝可以很好地融入到社會(huì)體系中來(lái)。”此外,春木還表示:“在研發(fā)過(guò)程中,我們始終要有社會(huì)實(shí)踐意識(shí),同時(shí),我們的目標(biāo)是為社會(huì)帶來(lái)新價(jià)值的技術(shù)革新。”他的目光中透露著專注。
“為了人類和地球的明天”——正是東芝的這一經(jīng)營(yíng)理念,奠定了科技創(chuàng)新與社會(huì)責(zé)任的基調(diào),也涌現(xiàn)出了一批又一批山口與春木這樣的科研人員。未來(lái),東芝也將繼續(xù)奮進(jìn),在140多年來(lái)積累的制造經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)之上,結(jié)合公司的AI技術(shù),為人類和地球創(chuàng)造出更加美好的未來(lái)。