中國(guó)科學(xué)院推出神經(jīng)外科垂直大模型 醫(yī)療機(jī)器人離自主手術(shù)還有多遠(yuǎn)?

金喆 彭婉揚(yáng)2024-03-19 17:43

在做神經(jīng)外科手術(shù)時(shí),醫(yī)生不僅必須對(duì)病灶進(jìn)行精確定位,同時(shí)還需要非常小心,以免損傷周圍血管、神經(jīng)和其他重要組織。過(guò)往,醫(yī)生基本都是把病人的CT或磁共振影像等資料組合到一起來(lái)想象、憑著經(jīng)驗(yàn)操作,這往往需要長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)積累。因此,神經(jīng)外科手術(shù)是難度最高的手術(shù)之一,一名獨(dú)立操刀神經(jīng)外科手術(shù)的醫(yī)生,年資普遍在20年以上。

大模型似乎找到了解決方向。3月11日,中國(guó)科學(xué)院香港創(chuàng)新院AI中心對(duì)外發(fā)布面向醫(yī)療垂直領(lǐng)域的AI多模態(tài)大模型CARES Copilot 1.0,目前可以在手術(shù)階段自動(dòng)識(shí)別病灶和解剖結(jié)構(gòu),對(duì)培訓(xùn)年輕醫(yī)生和教學(xué)有實(shí)用價(jià)值。

臨床醫(yī)生是醫(yī)療大模型的受益者,也是評(píng)判員。北京協(xié)和醫(yī)院神經(jīng)外科主任醫(yī)師、研究生導(dǎo)師馮銘現(xiàn)場(chǎng)演示了CARES Copilot 1.0系統(tǒng)后說(shuō),手術(shù)大模型和手術(shù)導(dǎo)航結(jié)合起來(lái),可以為患者提供實(shí)時(shí)的解剖定位信息,提高手術(shù)安全性。不過(guò),要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人獨(dú)立操作手術(shù),還需要較長(zhǎng)時(shí)間探索。

神經(jīng)外科有了垂直大模型

盡管醫(yī)療大模型有近百種,但由于行業(yè)專業(yè)門檻高、容錯(cuò)率極低,真正落地到臨床診斷的垂直大模型非常少。即便是本次發(fā)布的CARES Copilot,也只是1.0版本,主要以識(shí)別和輔助醫(yī)生的功能為主。

中國(guó)科學(xué)院香港創(chuàng)新院AI中心執(zhí)行主任、博士生導(dǎo)師劉宏斌在發(fā)布會(huì)上介紹,目前該系統(tǒng)的識(shí)別功能主要包括三個(gè)層面:首先是基于三維人體的手術(shù)室行為識(shí)別算法,能夠?qū)θ梭w動(dòng)作進(jìn)行判斷“他的動(dòng)作是否合規(guī)”;其次是利用大模型的抽象理解能力判斷手術(shù)到了什么階段;最后是關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)識(shí)別。

在他看來(lái),只有把識(shí)別做準(zhǔn)確了,才有可能去辨別手術(shù)當(dāng)中作出的判斷是否準(zhǔn)確,現(xiàn)在通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)能夠把一些關(guān)鍵的解剖結(jié)構(gòu)的識(shí)別率提高到80%以上。Copilot 1.0可以在手術(shù)中為醫(yī)生提供判斷參考,通過(guò)輔助信息讓醫(yī)生操作更為安全。

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者注意到,去年以來(lái)有超過(guò)50個(gè)平臺(tái)公開(kāi)發(fā)布了醫(yī)療大模型。劉宏斌說(shuō),垂直大模型難以落地臨床主要有幾個(gè)痛點(diǎn):一方面,現(xiàn)在公開(kāi)的大模型是用公開(kāi)的資料訓(xùn)練出來(lái)的,臨床醫(yī)生參與較少,回答問(wèn)題的方式和方向滿足不了臨床診斷需求,醫(yī)生也沒(méi)辦法完全信任大模型給出的答案;另一方面,醫(yī)生通常會(huì)使用大量文本、影像、視頻等數(shù)據(jù),很多大模型還是僅以文本語(yǔ)言為主。

“很多大模型回答了問(wèn)題后,醫(yī)生沒(méi)辦法確定它的內(nèi)容是否準(zhǔn)確,也不敢用?!眲⒑瓯蟊硎荆珻opilot就是要解決這些痛點(diǎn),1.0版本采用大模型加小模型的方式,可以識(shí)別、語(yǔ)義提取圖片和文字,并進(jìn)行更高級(jí)的理解。按照他的設(shè)想,Copilot 2.0版本將延伸到手術(shù)指導(dǎo),像教練一樣提醒和指導(dǎo)醫(yī)生哪個(gè)階段應(yīng)該如何操作。

隨著更多版本的迭代,未來(lái)可能會(huì)實(shí)現(xiàn)醫(yī)生與機(jī)器有效配合、機(jī)器人進(jìn)行一些非關(guān)鍵手術(shù)操作,甚至還有可能由醫(yī)生書寫手術(shù)計(jì)劃、機(jī)器人來(lái)自主執(zhí)行方案。劉宏斌也說(shuō), “但不是現(xiàn)階段,估計(jì)要一定時(shí)間以后才會(huì)實(shí)現(xiàn)”。

馮銘表示,現(xiàn)在已經(jīng)有些AI應(yīng)用能夠減輕醫(yī)生的工作量,比如病例生成、部分疾病早期篩查、術(shù)后數(shù)據(jù)庫(kù)的病例隨訪和管理。 “今天發(fā)布的(大模型)更專業(yè)一些,包括跟機(jī)器人后續(xù)的結(jié)合等,能幫助到醫(yī)生的,醫(yī)生為什么會(huì)不愿用呢?”

他舉例,如果提出術(shù)后用藥的問(wèn)題,Copilot會(huì)給出精準(zhǔn)的答案,比如需要用哪些藥、注意哪些激素,都是基于近五年專業(yè)的指南和共識(shí)。另外,目前用到比較多的大模型存在“幻覺(jué)”,每次提問(wèn)后給的答案不一樣,看起來(lái)是生成了一段話,專業(yè)的人還是能看出問(wèn)題。但Copilot的答案會(huì)更標(biāo)準(zhǔn), “真理只有一個(gè)、真相只有一個(gè)”。 

醫(yī)療大模型必須足夠?qū)I(yè),才能獲得醫(yī)生信任

記者也注意到,在此前的行業(yè)討論中,國(guó)內(nèi)一些醫(yī)工結(jié)合的醫(yī)院曾表達(dá)對(duì)AI落地的看法,對(duì)于醫(yī)院方,無(wú)法信任AI的原因還是在于準(zhǔn)確性問(wèn)題。

劉宏斌介紹,目前醫(yī)療領(lǐng)域垂直大模型的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)主要是參加醫(yī)學(xué)考試,在USMLE醫(yī)療行業(yè)測(cè)評(píng)中(USMLE為美國(guó)執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格考試,是通往美國(guó)臨床執(zhí)業(yè)的唯一路徑),Copilot 1.0的成績(jī)排在第一。早前,谷歌的醫(yī)療大模型Med-PaLM2在MedQA數(shù)據(jù)集實(shí)現(xiàn)了86.5%的準(zhǔn)確率。

這也是Copilot 1.0比其他公開(kāi)的醫(yī)療垂直大模型做得更好的一點(diǎn)。同時(shí)CARES Copilot 1.0支持超過(guò)100K上下文窗口的長(zhǎng)程注意力,能夠一次性完成超過(guò)3000頁(yè)的復(fù)雜手術(shù)教材的高效理解和分析,對(duì)年輕醫(yī)生的培訓(xùn)和科研提供有力支持。

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院神經(jīng)外科主任康軍說(shuō),目前看人工智能發(fā)展大致上分三個(gè)階段:機(jī)器學(xué)習(xí)階段、機(jī)器智能階段和機(jī)器意志階段。CARES Copilot 1.0這個(gè)系統(tǒng)是專注于神經(jīng)外科應(yīng)用的人工智能系統(tǒng),但它還處于機(jī)器學(xué)習(xí)階段的早期,相當(dāng)于人在成長(zhǎng)過(guò)程中的學(xué)齡前階段。未來(lái)發(fā)展到了機(jī)器意志階段,可能真的由機(jī)器人獨(dú)立完成腦部手術(shù)操作,就是機(jī)器知道哪里需要切除、哪里需要保留,但這個(gè)階段還需要很長(zhǎng)的路和時(shí)間才可能達(dá)到,至少目前還只是科幻電影里的情節(jié)。

轉(zhuǎn)載來(lái)源:每日經(jīng)濟(jì)新聞 作者:金喆 彭婉揚(yáng)

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