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精準(zhǔn)醫(yī)療代表著醫(yī)療健康和生命科學(xué)領(lǐng)域業(yè)務(wù)模式的范式轉(zhuǎn)變，旨在為個(gè)體患者提供量身定制的防治策略。在這一重要臨床學(xué)科不斷發(fā)展的過(guò)程中，人工智能，尤其是生成式人工智能，很可能將成為其創(chuàng)新基石和推進(jìn)動(dòng)力。
當(dāng)前，人工智能在患者風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、篩查和診斷中的應(yīng)用正取得前所未有的進(jìn)展。然而，我們認(rèn)為，人工智能驅(qū)動(dòng)的治療決策潛藏著更多機(jī)遇。醫(yī)療健康服務(wù)提供商和輔助技術(shù)專家（如數(shù)據(jù)科學(xué)家、機(jī)器學(xué)習(xí)工程師等）可以使用人工智能分析復(fù)雜的數(shù)據(jù)特征，確定最佳的患者治療方式，預(yù)測(cè)治療反應(yīng)，并提供個(gè)性化的醫(yī)療健康服務(wù)體驗(yàn)。
在運(yùn)營(yíng)方面，人工智能對(duì)于增強(qiáng)基于研究和臨床的醫(yī)療健康服務(wù)運(yùn)營(yíng)潛力巨大。但也面臨著一些有待解決的挑戰(zhàn)，包括保護(hù)數(shù)據(jù)隱私、管理道德影響、獲得監(jiān)管批準(zhǔn)以及保障基礎(chǔ)設(shè)施投資等。此外，還需通過(guò)扎實(shí)的驗(yàn)證研究，建立醫(yī)療健康專家和患者對(duì)人工智能的可靠性和透明度的信任。
畢馬威近日發(fā)布《精準(zhǔn)醫(yī)療新時(shí)代：生成式人工智能將產(chǎn)生顛覆性影響》報(bào)告，深入探討了目前人工智能對(duì)精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域的作用。針對(duì)有礙在更大范圍內(nèi)應(yīng)用人工智能的問(wèn)題，通過(guò)例證案例探究了潛在的以新興學(xué)習(xí)模型為基礎(chǔ)，以人工智能為驅(qū)動(dòng)的解決方案。我們認(rèn)為，在構(gòu)建強(qiáng)大、可擴(kuò)展和能有效保護(hù)隱私的精準(zhǔn)醫(yī)療生態(tài)系統(tǒng)中，聯(lián)邦學(xué)習(xí)將發(fā)揮尤其關(guān)鍵的作用。
當(dāng)前人工智能在精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展過(guò)程中的應(yīng)用情況
生物標(biāo)志物的識(shí)別和理解對(duì)精準(zhǔn)醫(yī)療至關(guān)重要，因?yàn)樗鼈兪巧镞^(guò)程、疾病狀態(tài)和治療干預(yù)反應(yīng)的可測(cè)量指標(biāo)。其重要性在精準(zhǔn)醫(yī)療的方方面面都得以體現(xiàn)，能夠左右與疾病診斷、預(yù)后、患者分層、治療選擇、藥物開發(fā)、治療監(jiān)測(cè)和疾病預(yù)防相關(guān)的決策。 人工智能（包括機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)/神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）1顯著增強(qiáng)了生物制藥行業(yè)處理和分析大量復(fù)雜的多組學(xué)數(shù)據(jù)（例如基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)）的能力。2這些技術(shù)有助于闡明疾病發(fā)展變化背后的分子途徑、遺傳變異和生物過(guò)程。 這種洞察能為精準(zhǔn)醫(yī)療的各個(gè)方面提供支持，從識(shí)別新的候選生物標(biāo)志物3，到基于個(gè)體獨(dú)特分子特征制定個(gè)性化治療計(jì)劃等。 深入探究不同類型的人工智能模型 目前，將人工智能成果和模型用于解決精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域挑戰(zhàn)已經(jīng)取得了穩(wěn)步的進(jìn)展，包括較常見的基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型（其中各數(shù)據(jù)點(diǎn)都有相關(guān)標(biāo)簽），4以及最近的生成式模型，如生成式對(duì)抗性網(wǎng)絡(luò)和變分自動(dòng)編碼器5（圖1）。這些技術(shù)具有獨(dú)特的能力，能夠在數(shù)據(jù)缺失的情況下使用，并解析復(fù)雜數(shù)據(jù)，以助力生物標(biāo)志物識(shí)別、患者分層和藥物再利用等領(lǐng)域。 圖1：生成式模型的優(yōu)點(diǎn) 人工智能在患者精準(zhǔn)醫(yī)療中的應(yīng)用 人工智能技術(shù)的發(fā)展提高了精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域的效率，使醫(yī)療專業(yè)人士得以進(jìn)一步利用先進(jìn)的預(yù)測(cè)性建模和決策輔助工具協(xié)助制定個(gè)性化治療策略。精準(zhǔn)醫(yī)療過(guò)程可分解為一系列步驟，這些步驟對(duì)應(yīng)于患者旅程中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)均可能通過(guò)人工智能加以優(yōu)化（圖2）。 圖2：精準(zhǔn)醫(yī)療中患者旅程的各個(gè)階段都可能可以利用人工智能進(jìn)行優(yōu)化6 *此處為部分影響舉例 在精準(zhǔn)醫(yī)療中使用人工智能的關(guān)鍵考慮因素 隨著人工智能在精準(zhǔn)醫(yī)療中應(yīng)用的不斷深化，企業(yè)應(yīng)對(duì)自學(xué)人工智能、生成式人工智能以及（可能最關(guān)鍵）聯(lián)邦學(xué)習(xí)加以考慮。 圖3：聯(lián)邦學(xué)習(xí)模型應(yīng)用
*資料來(lái)源：“挖掘用于機(jī)器學(xué)習(xí)的分布式健康數(shù)據(jù)”（Unlocking Distributed Health Data for Machine Learning），《白皮書》，integrate.ai
隨著個(gè)性化醫(yī)療健康新時(shí)代的發(fā)展，人工智能和精準(zhǔn)醫(yī)療之間相互促進(jìn)的重要性與日俱增。這種模式有助于采取可能更為有效的個(gè)性化治療和疾病預(yù)防策略。本文中，我們探討了人工智能在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、篩查、診斷、預(yù)后、治療選擇和監(jiān)測(cè)等方面的應(yīng)用潛力，揭示了其在整個(gè)醫(yī)療健康領(lǐng)域可能起到的顛覆性作用。盡管如此，業(yè)界仍需掃除幾個(gè)障礙，以促進(jìn)人工智能的大規(guī)模應(yīng)用，包括解決數(shù)據(jù)隱私、道德影響、監(jiān)管批準(zhǔn)和基礎(chǔ)設(shè)施投資等問(wèn)題。通過(guò)應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，建立對(duì)人工智能的信任，培養(yǎng)該領(lǐng)域的人才，我們可以為人工智能和精準(zhǔn)醫(yī)療之間的融合發(fā)展鋪平道路，以實(shí)現(xiàn)更快速、以患者為中心的個(gè)性化醫(yī)療干預(yù)。
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