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帮助发展中国家医疗的新技术,利用人工智能纠正医疗差距

2023-04-20 17:36   译程健康

仅就医疗人工智能而言,发展中国家可能无法确保这种先进解决方案本身的广泛应用,这也可能导致新的地区差异。

医疗技术的发展日新月异,要求医疗人员正确理解每天更新、追加的科学证据,并将其反映到每天的实际临床中。通过研究人员和开发人员的探索心、医疗人员的现场努力、政策层面的制度和环境整备等,医疗水平不断提高,但这种程度在所有国家和地区都是不一样的。在经济不稳定、社会技术得不到充分发展的所谓“发展中国家”,贫困背景下的恶劣医疗状况在现代也依然存在。

发展中国家的主要问题是:医疗资源不足,包括医疗人员、专业设施和医疗器械;医疗服务的获取能力不足;医疗费用高昂,自付比例大;医疗费用高昂,医疗保健体系不健全;传染病发生率高;健康意识低等。要从根本上解决这些问题,纠正医疗差距,即使有大规模投资的介入,短期内也不容易达成。在这种情况下,包括人工智能在内的尖端技术的应用,正在迅速改变发展中国家的医疗状况。

帮助提高产科医疗质量

为了及时提供高质量的产科医疗,正确估计怀孕周数是必不可少的。另一方面,以超声波检查装置为首的妊娠管理所需的现有医疗器械成本高昂,而且还必须确保接受过训练的试管婴儿,限制了在低资源环境下实施。为了应对这种情况,连接智能手机和平板电脑,利用电池驱动的简易超声波检查装置和基于深度学习的图像处理算法,超声波检查技术的专业培训。有一个团队试图让没有经过训练的人也能高精度地推算怀孕周数。

NEJM Evidence在2022年刊登的一篇研究论文中,通过在美国北卡罗莱纳州和非洲南部赞比亚获取的4695名孕妇的超声波图像数据,建立了一个神经网络来估计怀孕周数。结果显示,AI模型可以与该图谱计算出的怀孕周数没有太大差异,此外,还可以使用廉价的电池驱动装置,从从未接受过超声波检查专业训练的赞比亚医务人员(护士和助产士)获取的检查图像也显示了同样有效的估计精度。

由于脱离了当前的常规诊断方法,需要进一步的补充验证,虽然不能立即与现行的医疗流程整合,但有潜力纠正产科医疗的差距,特别是在低资源国家成为一个事例。

为了消灭结核病

根据世界卫生组织(WHO)统计,在过去的30年间结核病的死亡人数有减少的倾向,另一方面,直到新型冠状病毒感染症扩大之前,结核病也是单一感染症的死亡原因的第1位。另外,结核病死亡人数大多数发生在发展中国家,这种传染病造成的疾病负荷的地域偏向性也很大。

美国乔治亚大学等的研究团队构建了一种深度学习模型,通过对正在治疗结核病的患者进行视频监控,自动确认服药的adherence。从防止结核扩散的观点来看,“确实的抗结核药的内服”是必要的,所以推荐直接服药确认疗法(DOTS)。这是患者在医务人员面前服用治疗药物的过程,对确实的服药管理很有效,但也需要相应的人力资源。近年来,VDOT也通过视频监控取代了DOTS,但仍然需要医疗人员的精力,因此需要改进技术手段。

研究团队基于497个服药视频数据(405个有服药,92个没有服药),对多个深度学习模型进行了训练。其中3d ResNet显示出最高的识别精度,已被确认为可用于临床的水平。作者认为,通过将这种“看似枯燥乏味的结核病防治工作”在可能的范围内转交给人工智能,可以实现资源优化和工作质量的提高,最终提高低资源环境中的公共卫生水平。强调了献上的可能性。

人工智能将给发展中国家带来什么

在上述以纠正医疗差距为目标的人工智能应用案例不断增加的同时,人工智能本身也在扩大贫富差距。国际货币基金组织(IMF)的一项调查指出,人工智能的普遍兴起有可能通过多种渠道“扩大贫富差距”。也就是说,在工资较高的发达国家,用新技术替代劳动力的动机较强,投资会进一步向实现自动化的发达国家转移,富国和穷国之间的差距有可能进一步扩大。另外,一直以来,发展中国家具有劳动人口多、工资低的优势,替代劳动力的动向会带来直接影响,通过大规模的就业丧失,发展中国家的国内生产总值(GDP)有可能大幅减少。

仅就医疗人工智能而言,发展中国家可能无法确保这种先进解决方案本身的广泛应用,这也可能导致新的地区差异。实际上,根据联合国专门机构之一国际电信联盟(ITU)的统计,非洲只有人口的40%在使用互联网,与日本等发达国家相比,使用率超过80%,差距很大。在最不发达国家和内陆发展中国家,这一比例将进一步下降。AI是数据驱动型技术,以在线连接为前提的情况也很多,所以长期来说,由于对互联网的访问不足,在世界的特定地区,有“从医疗AI带来的期待的恩惠中孤立”的危险。此外,AI技术的成功和普及将取决于医疗系统内的数据存储、处理能力和其他基础设施容量,另外,考虑到患者数据的偏差问题“如果确立一定程度的技术,就将其适用于医疗上脆弱的地区,并全部解决”,这是明确的事实。

虽然每一项措施都是针对特定的、有限的问题,各自都有一定的局限性,但毫无疑问,多方位支持的积累会带来巨大的成果。不仅是公共卫生当局和政策制定者,就连引领技术开发的人们也要时刻意识到“这种差距的存在”,这对于改善事态至关重要。

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