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生物医学中人工智能的应用

人工智能（ArtificialIntelligence，简称AI）是近年来数字计算

机技术发展的一种综合应用，它利用大数据、云计算、深度学习、

自然语言处理、智能化机器人等技术，实现了一些以前被认为只

能由人类大脑才能完成的任务，比如自然语言翻译、图像识别、

语音识别、文本生成等等。随着人类对于身体健康的重视程度越

来越高，人工智能进化到了生物医学领域，为预防、诊断和治疗

疾病提供了更多可能性。

一、预测疾病患病风险

人工智能在医疗领域最先应用的就是预测某些疾病的患病风险。

脑卒中、心脏病等疾病，都需要良好的生活习惯和及时的治疗来

预防，预测患病概率可以让人们主动选择采取措施保护自己。通

过对历史病例、人体数据、遗传信息和社会经济信息的分析，人

工智能可以精准预测患病概率。

除了传统的数据分析方式外，现在越来越多使用机器学习算法

的方式，在人工智能的帮助下，预测模型的准确率可以达到90%

以上。但是值得注意的是，数据量的大小和数据质量的好坏都会

对预测准确率造成影响，因此数据的来源和数据的可靠性是预测

准确率的重要因素。

二、个性化诊断和药物治疗

在医生的治疗过程中，一个患病的人需要Diagnostic（诊断）、

Treatment（治疗）和PatientFollow-up（随访）三个步骤。人工智

能在这三个步骤中都可以发挥巨大作用。

1.个性化诊断：人工智能可以对患者的症状、病史、遗传信息

等信息，进行综合分析，得出可能性较高的诊断结果。传统的诊

断方式为医生判断，经验不足的医生可能会制定错误的诊断方案，

而人工智能可以做到不受经验限制，更加准确地进行诊断，帮助

医生制定出更为科学、适合患者的治疗方案。

2.个性化治疗：人工智能可以分析患者的基因信息、代谢物、

药物敏感性等信息，挑选出最适合患者的治疗方案。人工智能在

个性化治疗中可以协助医生制订治疗方案和用药安排，帮助患者

获得良好的治疗效果。

三、药物开发研究

药物开发是一个极其复杂的过程，需要长期而艰苦的实验才能

通过。目前，人工智能能够协助化学家找到更容易用于制备的化

合物、帮助药物试验筛选合适的动物模型，对药物的毒性、效果

进行判断，以及在遗传学研究方面的应用。

通过人工智能的组学技术，科学家可以实现癌症分级和疗效预

测，为患者提供更为科学和精准的治疗方案。同时，人工智能技

术也可以帮助生物研究和药物快速开发，并且减少了人类实验难

度和风险，降低了药物研发的开销。

四、医学影像诊断

产生的医学影像、病理分析结果的质量直接影响到患者的一个

健康诊断结果，它代表着当今医学影像临床的金标准。人工智能

辅助医疗影像分析是从人工检查向计算机协助演进，为此，当前

研究工作的目标是通过《大数据》、深度学习，如“卷积神经网

络”、迁移学习等方法，将这些数据加工处理后，为各类临床医

疗领域提供一个全新的、可量化的、能够解析的、议价定向的元

数据和发现系统。

在医学影像诊断系统方面的应用，是比较为热门的。人工智能

可以精确识别正常或疾病的组织或结构，或者为医生提供单一或

功能性分析的辅助插件。例如，一些诊断软件可以通过分析人体

图像来检测疾病，如肌肉萎缩、癌症、骨折及其他骨骼医疗上的

问题。这样做既可以节省医生的时间和精力，又可以给患者提供

更准确的疾病预测结果。

五、医疗健康管理

人工智能在医疗健康管理上，可以根据个人信息、健康历史、

生活和工作情况等因素，为每个患者制定一份完整的健康管理方

案。这样做不仅可以让患者得到更好的医疗健康服务，而且可以

提高医疗机构的效率，降低医疗成本。

最后，人工智能的进步离不开大量的数据，但是很多医疗数据

都受到限制。例如：政府的保护法律、医生的必威体育官网网址条件、数据不

变性、隐私、伦理道德等因素的影响。在人工智能进入医学领域

的道路上，保护数据的隐私和必威体育官网网址，遵循病人与医生之间的治疗

关系，聚焦医学伦理和社会责任强调。将会是一个很大的难题和

困难。但是相信随着人工智能技术的不断发展和创新，医学领域

与人工智能相结合可以让患者享受更好、更便捷的医疗健康服务，

有助于整个社会的发展。