開展技術(shù)預(yù)見行動已經(jīng)成為國家各行業(yè)遴選優(yōu)先發(fā)展技術(shù)領(lǐng)域和技術(shù)課題的重要活動。作者根據(jù)在生命健康領(lǐng)域的研究經(jīng)歷，遴選出在未來十年左右七個重要技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)預(yù)見，并繪制出關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展路線。 預(yù)見一：基于臨床樣本表型與生命組學(xué)融合技術(shù)的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)臨床決策支持系統(tǒng)在院內(nèi)得到實際應(yīng)用 建立在分子診斷、基因檢測為基礎(chǔ)上的，面向重大疾病及罕見病風(fēng)險預(yù)測、早期篩查、分子分型、靶向治療以及個性化治療策略的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)臨床決策支持系統(tǒng)是精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)技術(shù)取得實際應(yīng)用的重要標(biāo)志，也是未來醫(yī)學(xué)進(jìn)步速度的重要體現(xiàn)。目前，美國已有eMERGE等臨床表型與生命組學(xué)信息深度融合的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺，并產(chǎn)生了重要的科研成果。但是能夠普遍用于臨床的，并與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)相結(jié)合的決策支持產(chǎn)品國際、國內(nèi)尚未出現(xiàn)。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)臨床決策支持系統(tǒng)其數(shù)據(jù)來源不僅包括院內(nèi)臨床信息，同時包括來自于基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝物組、糖組、人體微生物組等生命組學(xué)數(shù)據(jù)及生物樣本信息，涉及中文自然語言處理、語義映射轉(zhuǎn)化、臨床與組學(xué)數(shù)據(jù)規(guī)范化、臨床與組學(xué)關(guān)聯(lián)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等眾多關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究重點專項”要求，我國將于2020年前建成國家級多中心精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)平臺及可持續(xù)更新的臨床樣本生命組學(xué)信息庫、中國人群組學(xué)參比庫，可為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)臨床決策支持奠定數(shù)據(jù)及技術(shù)基礎(chǔ)。預(yù)計未來10-15年，我國將掌握精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)有效挖掘與關(guān)鍵信息技術(shù)，完善國家級精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)知識庫，構(gòu)建適用于臨床的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)決策支持系統(tǒng)，推動國家精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃長遠(yuǎn)目標(biāo)盡快實現(xiàn)。 預(yù)見二：采用人工智能技術(shù)的醫(yī)學(xué)顧問系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用 基于人工智能的多重卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可模擬醫(yī)生的認(rèn)知、思考、推理與學(xué)習(xí)過程，推廣具有一定智能輔助診斷能力的醫(yī)學(xué)顧問系統(tǒng)，可有效彌補(bǔ)醫(yī)療人力資源不足、降低成本并提高準(zhǔn)確率。美國IBM沃森（Watson）2016進(jìn)入中國，已有21家醫(yī)院計劃使用Watson人工智能專家提供的腫瘤解決方案。近年來《Nature》、《Science》論文表明，在腦瘤病理切片診斷，兒童認(rèn)知障礙診斷上，AI準(zhǔn)確率上已經(jīng)超過醫(yī)生水平。除了IBM外，谷歌、微軟、阿里、百度等科技巨頭也在醫(yī)療人工智能專家領(lǐng)域取得了積極進(jìn)展。但當(dāng)前我國醫(yī)療人工智能只形成了單點突破的形勢，尚未形成廣泛推廣局面。人工智能醫(yī)學(xué)顧問系統(tǒng)涉及到計算智能、感知智能、認(rèn)知智能多個階段，融合深度學(xué)習(xí)、分析模型構(gòu)建、虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實、語音識別等眾多技術(shù)。預(yù)計到2020年，我國醫(yī)療人工智能應(yīng)用與世界先進(jìn)水平同步；到2025年，部分技術(shù)與應(yīng)用達(dá)到世界領(lǐng)先水平，助力智慧醫(yī)院建設(shè)取得積極進(jìn)展；到2030年左右，醫(yī)學(xué)顧問系統(tǒng)智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達(dá)到世界領(lǐng)先水平。 預(yù)見三：研制出基于機(jī)器深度學(xué)習(xí)的醫(yī)學(xué)影像智能閱片應(yīng)用設(shè)備 影像數(shù)據(jù)量占醫(yī)院總數(shù)據(jù)量的90%以上，普通醫(yī)院影像數(shù)據(jù)以每年幾十G的速度增長，普及影像智能讀片技術(shù)，并建立標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；偷谌降挠跋穹治鏊惴ㄆ脚_，可大大提高腫瘤識別率，提升閱片速度，讓不發(fā)達(dá)地區(qū)獲得名醫(yī)閱片能力。美國、日本等國家在未來5-10年將繼續(xù)大力發(fā)展疾病篩查、臟器三維成像、病灶分類/勾畫、病理分析等技術(shù)，加速影像三維后處理軟硬件一體化設(shè)備的研發(fā)。從目前來看，飛利浦、通用電氣、西門子、富士等公司在高端影像三維后處理技術(shù)及設(shè)備上形成了技術(shù)屏蔽，而我國尚無國產(chǎn)化成熟的高端產(chǎn)品可與競爭?；跈C(jī)器深度學(xué)習(xí)的醫(yī)學(xué)影像智能閱片設(shè)備，需建立卷積自編碼、遷移學(xué)習(xí)、對抗學(xué)習(xí)等眾多模型，以及研發(fā)多結(jié)節(jié)自動分割、高通量特征提取、三維超高分辨率動態(tài)顯微成像、多參數(shù)專科超聲成像、多模態(tài)分子成像、基于內(nèi)容影像檢索等多種設(shè)備及技術(shù)。未來5-10年，我國將在基于分子影像、多模態(tài)融合成像與分析技術(shù)上取得專利突破，2020年前，研發(fā)出基于深度學(xué)習(xí)的多尺度生物標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)以及基于GPU加速的高效后處理軟件包；2025年前，實時高空間分辨率和多模態(tài)的圖像融合設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化及應(yīng)用，為疾病防診治方案的精準(zhǔn)化奠定技術(shù)基礎(chǔ)；2030年前，我國將掌握醫(yī)學(xué)影像智能分析與挖掘技術(shù)，對危害性較大的主要惡性腫瘤（如肺癌、鼻咽癌等），實現(xiàn)重大疾病臨床診療方案技術(shù)創(chuàng)新。 預(yù)見四：具備自然人機(jī)交互能力的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人設(shè)備得到實際應(yīng)用 隨著全球機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)，精準(zhǔn)醫(yī)療概念的興起以及國內(nèi)老齡化趨勢加大，醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)納入國家規(guī)劃并迅速發(fā)展。目前，微創(chuàng)手術(shù)、配藥、物流、就醫(yī)指導(dǎo)、智能問診等機(jī)器人技術(shù)及設(shè)備已成功在部分醫(yī)院應(yīng)用，而隨著人工智能技術(shù)快速突破，具備復(fù)雜人機(jī)感知能力、自然人機(jī)交互及柔順協(xié)作控制技術(shù)的醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人將在患者康復(fù)、居家養(yǎng)老、個人護(hù)理、醫(yī)養(yǎng)結(jié)合層面得到普及。近幾年，歐美日企業(yè)在醫(yī)療機(jī)器人市場占據(jù)主要份額，如日本有RIBA搬運助立機(jī)器人，德國Care-O-botII老齡護(hù)理機(jī)器人產(chǎn)品。BCG咨詢數(shù)據(jù)顯示，2016年全球醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)營收74.7億美元，預(yù)計未來5年年復(fù)合增長率15.4%，未來將形成萬億的產(chǎn)業(yè)鏈。而我國的醫(yī)療機(jī)器人基本處于研發(fā)或者實驗驗證階段，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)普及率較低，但擁有快速發(fā)展的驅(qū)動力。具備護(hù)理能力的醫(yī)療服務(wù)型機(jī)器人直接面對人類，需要攻克混合現(xiàn)實、智能傳感、機(jī)器學(xué)習(xí)、中文語音語義識別、多模態(tài)信息動態(tài)感知、柔順控制、動態(tài)環(huán)境下人體追蹤及動態(tài)識別等大量前沿技術(shù)。預(yù)計未來10-20年，具備強(qiáng)大認(rèn)知學(xué)習(xí)能力的醫(yī)用服務(wù)型機(jī)器人設(shè)備在我國大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)將得到實際應(yīng)用，在面向老齡陪護(hù)、健康關(guān)懷、傳染病護(hù)理、遠(yuǎn)程交互診斷等復(fù)雜任務(wù)場景中發(fā)揮重要價值。 預(yù)見五：廣泛普及醫(yī)療語音識別錄入技術(shù) 醫(yī)療語音識別技術(shù)不僅在臨床問診、候診、預(yù)約等交互環(huán)節(jié)使用，在超聲、病理、口腔、內(nèi)窺鏡等科室特殊工作場景下?lián)碛懈蟮膬r值，結(jié)合臨床決策支持系統(tǒng)還可有效實現(xiàn)語音輔助疾病診斷功能，是醫(yī)療信息化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。根據(jù)HIMSS EUROPE調(diào)查，大部分歐美診所已采用語音作為病歷收集主要方式。全美72%以上的醫(yī)療機(jī)構(gòu)正在使用語音系統(tǒng)，94%的歐美醫(yī)療機(jī)構(gòu)正在使用或考慮使用臨床語音識別技術(shù)提高醫(yī)生工作效率。國內(nèi)語音識別錄入技術(shù)僅在部分全國知名醫(yī)院有實際應(yīng)用，近50%的醫(yī)生每天的醫(yī)療文檔錄入時間超過4小時，看電腦多過看病人。醫(yī)療語音識別錄入技術(shù)，需要利用聲學(xué)模型自適應(yīng)和大數(shù)據(jù)語音建模技術(shù)，醫(yī)療文本語義分析技術(shù)，醫(yī)學(xué)專業(yè)術(shù)語、特殊單位、特殊符號轉(zhuǎn)換識別技術(shù)，并解決在高噪聲環(huán)境、中文方言場景下的識別準(zhǔn)確率等問題。預(yù)計在2025年前，醫(yī)療語音識別應(yīng)用技術(shù)及產(chǎn)品將在國內(nèi)大型醫(yī)院普遍應(yīng)用，在輔助電子病歷錄入層面發(fā)揮價值 。到2030年實現(xiàn)全國75%以上的醫(yī)療機(jī)構(gòu)均能利用語音識別技術(shù)提升病歷錄效率。 預(yù)見六：混合現(xiàn)實技術(shù)在外科手術(shù)導(dǎo)航、手術(shù)解剖教學(xué)、強(qiáng)化臨床診斷等方面得到實際應(yīng)用 結(jié)合沉浸式虛擬現(xiàn)實與增強(qiáng)現(xiàn)實的混合現(xiàn)實技術(shù)，將在未來5到10年間成為醫(yī)療領(lǐng)域的一種常見技術(shù)，在三維人體虛擬重構(gòu)、血管照明、手術(shù)示教、教學(xué)解剖、外科手術(shù)可視化導(dǎo)航及手術(shù)模擬訓(xùn)練等醫(yī)療健康應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮巨大價值。美國、加拿大、日本等國家均在虛擬現(xiàn)實（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）、混合現(xiàn)實（MR）等產(chǎn)品研發(fā)與推廣方面加大投入。2015年微軟公司發(fā)布增強(qiáng)現(xiàn)實頭顯設(shè)備（HoloLens），能讓用戶與數(shù)字內(nèi)容交互，并與周圍真實環(huán)境中的全息影像互動，醫(yī)生可用于查看人體器官、肌肉組織、人體骨骼的結(jié)構(gòu)；美國Magic Leap公司擁有混合現(xiàn)實數(shù)字光場技術(shù)專利，可直接將現(xiàn)實世界與虛擬內(nèi)容融合后的體驗投射至人眼視網(wǎng)膜。日本 Illusion 公司設(shè)計的3D增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)，可用于幫助醫(yī)生更好地實施整容手術(shù)。Digi-Capital預(yù)測2021年VR/AR市場將達(dá)到1500億美元。虛擬現(xiàn)實國產(chǎn)化產(chǎn)品在三維人體重構(gòu)、人體解剖訓(xùn)練、整容手術(shù)、手術(shù)示教等方面已有應(yīng)用，但與國外產(chǎn)品體驗差距較大，混合現(xiàn)實則處于起步階段?；旌犀F(xiàn)實技術(shù)用于教學(xué)解剖、外科手術(shù)模擬等場景，需要攻克高分辨率廣角顯示（單眼4K以上）、低延遲三維圖形渲染、復(fù)雜場景空間感知與動態(tài)建模、虛擬視網(wǎng)膜顯示、光場顯示等一系列核心軟硬件技術(shù)壁壘。預(yù)計到2020年前，我國將研發(fā)出自主知識產(chǎn)權(quán)的混合現(xiàn)實裝置，并應(yīng)用于醫(yī)療手術(shù)與教學(xué)環(huán)境下，2030年前，利用基于混合現(xiàn)實技術(shù)的醫(yī)療輔助裝備，解決器械介入和可視化交互等臨床重大問題，達(dá)到精確一致高效的操作要求，加速推動先進(jìn)治療技術(shù)發(fā)展。 預(yù)見七：醫(yī)療術(shù)語與本體標(biāo)準(zhǔn)支撐技術(shù)取得實際應(yīng)用 醫(yī)學(xué)術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)和醫(yī)學(xué)本體是發(fā)展智慧醫(yī)療和人工智能技術(shù)不可或缺的組成部分，在醫(yī)療數(shù)據(jù)分析挖掘和臨床決策支持方面起著非常重要支撐作用。目前，國際上存在大量術(shù)語集和本體資源（如 ICD-9、ICD-10、LOINC、SNOMED-CT及HPO等），但很多資源在格式、配套工具以及編程接口方面互不兼容，難以充分發(fā)揮這些資源的作用。全球范圍內(nèi)本體術(shù)語服務(wù)最為先進(jìn)的研究機(jī)構(gòu)是斯坦福大學(xué)和美國癌癥中心。美國癌癥中心與梅奧醫(yī)學(xué)中心合作，開發(fā)了企業(yè)級術(shù)語服務(wù)引擎，用于支撐醫(yī)療應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)。而面向中國人群與臨床環(huán)境的術(shù)語集和本體服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)目前尚處于研究階段，同時面臨著不夠開放、缺少推廣、缺少資金等問題。醫(yī)療術(shù)語與本體標(biāo)準(zhǔn)支撐技術(shù)需重點解決SNOMED，LOINC、CHPO、MeSH、RxNorm、ICD-9/10等數(shù)據(jù)集整合，術(shù)語服務(wù)引擎研發(fā)、本體模型構(gòu)建（如癌癥本體、罕見病本體）等關(guān)鍵技術(shù)。預(yù)計我國在2020年內(nèi)將制訂出屬于中國的醫(yī)療術(shù)語與本體標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，為各類臨床標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語及數(shù)據(jù)中心建立奠定理論基礎(chǔ)。未來5-10年，我國將建立國家級醫(yī)療術(shù)語與本體數(shù)據(jù)中心，向各區(qū)域健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)中心（產(chǎn)業(yè)園）、及科研機(jī)構(gòu)提供標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)支持。到2030年左右，建成世界級的醫(yī)療術(shù)語與本體服務(wù)中心。
文章來源：HC3i中國數(shù)字醫(yī)療網(wǎng)
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