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智慧医疗 这些场景并不遥远

2017-05-14 21:41:57 来源:健康报

  □中国工程院院士 邬贺铨

  近日,第七届移动医疗产业大会、第五届智慧医疗健康峰会暨中国医疗健康大数据技术峰会在京举行。作为国内最早从事数字通信技术研究的骨干之一,中国工程院院士邬贺铨发表了题为“大智移云时代的智慧医疗”的演讲,描绘了一幅智慧医疗愿景图。

  区块链或成数据保护伞

  如今,患者数据安全备受挑战,智慧医疗时代,区块链技术模式的出现或有可能很好地解决这些问题。

  所谓区块链,是由密码关联的区块串组成的分布式数据库,也称为分布式账本,区块是包含带时间戳的数字资产交易信息的数据块,它包括区块头、计算难度系数、挖矿随机数、哈希值等。区块链技术最早用在比特币(虚拟货币)上,在比特币运行的7年时间里,虽有无数黑客攻击,但不出交易错误。

  在患者数据安全方面,区块链或将大展拳脚。

  首先,区块链可以保护医疗网中用户数据的隐私。以往,中央服务器的管理者有可能在未经授权的情况下使用网内数据并扩散,区块链或可避免此种情况,因为区块链无中心化且所有传输的数据都经过了严格的加密处理。

  其次,区块链能识别非法的医疗网节点。医院有很多传感器,有的是无线连网,如果有不法分子在医院放传感器,自动接入,以往是难以识别的。区块链的服务器有一定的识别能力,当服务器发现有木马攻击时,会主动通知网管,关闭与感染了木马的传感器直接连接的网关,从而保证数据安全。

  此外,信息进入区块链后会永久存储,每个事件和操作都有时间戳,事后不可更改,单个节点对区块链的修改无效。因此,区块链的稳定可靠,保证了节点间的安全通信。

  值得注意的是,区块链有效地解决了医院中心数据库成本太高的问题。目前,医院医疗网的所有数据流汇集到单一的中心控制系统,数据越来越多,成本难以承担。区块链不采用中心服务器的架构,没有中心控制系统的压力。但当医院医疗网节点太多时,如果每个节点都需要有区块的计算能力的话,对成本来说是一个挑战。一种介乎于中央控制与全分布控制的折中方案被提出,即医疗网的节点分为两层,上层的少量节点按区块链方式工作。

  此外,区块链还可以为不同的业主协作提供信任和计费机制,医疗服务机构间以及患者与医疗服务机构间共享个人数据成为可能。这主要得益于区块链的数据加密技术和P2P互联网络,解决了信任问题,甚至可以根据数据交易来进行数据价值的付费结算。

  医生和患者有了好帮手

  在医疗行为中,医生和患者都是主角。在智慧医疗时代,无论是医生、患者还是二者间的沟通,都有了好帮手。

  患者将受到各种科技提供的健康保护。医疗物联网方面,渐冻人坐在安装了眼动仪的电脑面前,就可以通过眼睛的运动来看书、上网甚至控制家用电器。手指阅读器由具有摄像头的指环设备与蓝牙设备组成,当手指在书本或者屏幕上扫过时,可以帮助盲人读书。颈环可以检测人们在电脑面前的时间是否过长,到时间就提醒人们运动,改变坐姿。此外,虚拟现实(VR)有可能帮患者进行心理治疗。自闭症小孩戴上VR眼镜,看到很多好玩的东西,可能会更好地融入社会。一些慢性病、疼痛的患者也可能通过VR分散注意力,释放心理压力,减轻疼痛负担。

  医生培训和工作或将变得更加简单。在解剖实验中,虚拟现实能够提供任何手术类型的模拟器。医学生可以“看透”一个人,骨骼、肌肉、神经和血管等都清晰可见。抽血的时候,护士一针扎准很不容易。利用增强现实技术(AR),护士更容易找到静脉,这一技术将第一次找准静脉的可能性提高3.5倍。

  各种技术也为医患沟通添砖加瓦。以往,患者在手术前签知情书时,可能因为不知手术的复杂程度而过度紧张,VR能虚拟出手术的病理、方案及过程,给患者讲解风险以及应对措施,让其安心。AR帮助患者更好地描述自己的症状,患者只需要戴上特定的眼镜,找出最符合自己感受的症状,就能让医生更好地诊疗。

  大数据机遇与挑战并存

  阿尔法狗在围棋中战胜李世石不算厉害,如果机器人组成一支足球队踢赢皇马,那才是真的厉害!如今,大数据在医疗中的应用不胜枚举,但也面临着数据存储难、基于大数据的应用间能否协作的问题。

  大数据越来越多地运用于临床诊断。美国开放了乳腺癌的数据,一位来自美国威斯康星的高中生,以机器学习算法分析了760万名乳腺癌患者的数据,设计了定位活检乳腺癌细胞的算法,位置准确率高达96%。此外,大数据还可以用于临床决策支持。美国一家医院通过分析医生的处方,避免了40%的药物不良反应。同时,大数据还可以优化检查剂量,GE公司通过统计分析全球不同人群、不同部位、不同扫描方式的CT效果,发现将全年的CT扫描剂量降低41%,也能保证CT测试的准确度,同时避免CT的负面影响。

  建立在大数据的基础上,人工智能从20世纪80年代末开启了深度学习的篇章。以沃森系统为例,它能够与人对话,在17秒内阅读3000多本医学著作、24万多篇论文、69种治疗方案、6万多次实验数据、10万多份临床报告。沃森为乳腺癌、肺癌、前列腺癌等多种癌症提供诊治服务,且推荐的每个治疗背后都有实证和病例支持。

  基于大数据,人工智能的厉害之处不言而喻。虽然阿尔法狗和李世石都搜集了已有的围棋棋谱,但阿尔法狗能够通过自我对弈另外产生3000万盘围棋棋谱。然而,目前在医疗领域中,人工智能还无法解决合作问题。很多手术都是多名医生合作,并非单人操作。这就像目前,人工智能还不能造出足球队,踢赢皇马。

  大数据的存储和利用也有一定的局限性,云服务可以帮助解决一部分问题。医疗信息复杂,数据量大,每家医院如果拥有自己的信息系统,利用率不高,人员水平也参差不齐。医疗云可以帮助集中存储。此外,医疗云或可助力分级诊疗,利用云存储做到移动看片和诊疗等。小型医院、私人医生享用大医院提供的数据也成为可能。在处方药品管理方面,药剂师可访问云端,在药品监管网查询药品是否合格,还能把电子病历送到云端,经对照后查看患者的适用药品和禁忌等。面对一些慢性病、常见病时,药剂师可以借助医疗云推荐适用处方。

  总之,大数据为智慧医疗提供了强有力的支撑,但基于大数据的智慧医疗还需要完善有关的法规来铺平道路。(本报记者张昊 实习记者彭艳整理)

  链 接

  关于区块链

  区块链本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术。根据《区块链:定义未来金融和经济的新格局》一书中的论述:区块链的本质是一种去中心化的记账系统,而比特币正是这个系统上承载的“以数字形式存在”的货币。

  从通信层面看,区块链是一种网络协议,就像网站编程须遵循HTTP协议,否则网站无法互通;邮箱的邮件系统须通过SMTP协议来进行信息通信,否则邮件无法递送。如果没有大家统一认可的协议,彼此之间的通信就会出现问题。

  从数据存储方式看,它是分布式的,非中心化存储,就像一个分布式的账本,所有的记录由多个节点共同完成,每个节点都有完整账目。所有节点参与监督交易是否合法。没有任何节点可单独记账,避免记录被篡改。总之,区块链是一个网络和权限对等的结构,去中心化的结构。在区块链中,任何参与者都是一个节点,每个节点有对等权限。

  简单来说,区块链就是将所有人的账户信息在世界上所有的电脑上都进行备份,因为无处不在,所以只要你打开任何一台联网的电脑,你的信息就可以在里面出现。这样无论是谁都无法造假,更无法赖账。因为这个特性,区块链技术的应用给我们生活带来了更多不一样的可能性。

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