2023年人工智能在医疗领域的十大应用场景
什么是医疗人工智能?医疗人工智能是指人工智能在医疗服务和医疗服务管理或交付中的应用。机器学习、非结构化的大型数据集、高级传感器、自然语言处理和机器人技术都被用于越来越多的医疗部门中。除了广阔的应用前景，人工智能技术也带来了重大的潜在问题——例如可能来自患者数据的集中化和数字化的滥用，以及可能与纳米医学或通用生物识别ID的联系。在一些早期的人工智能应用中，公平和偏见也都是人们关注的问题，但该技术或许也能够提高医疗公平性。尽管人工智能在医疗保健领域的部署才刚刚开始，但它正变得越来越普遍。调研机构Gartner公司预测，2021年全球医疗保健IT支出达到1400亿美元，企业将人工智能和机器人流程自动化(RPA)列为主要支出。2020年，医疗成本接近美国经济总量的20)(19.7%)(约为4.1万亿美元)。而针对政府的欺诈行为尤其严重。因此，从行政管理到医疗人工智能，医疗人工智能的潜在价值是巨大的。2022年人工智能在医疗保健领域的十大应用场景以下是目前正在开发和部署医疗保健人工智能用例的10个主要领域。(1)医疗管理行政费用估计占医疗总费用的15%至25%。改进和简化管理的工具对保险公司、支付者和提供者都很有价值。然而，识别和减少欺诈可能提供最直接的回报，因为医疗保健欺诈可能发生在许多层面，由各方实施。在一些最糟糕的情况下，欺诈可能导致保险公司为没有提供的服务收取费用，或导致外科医生进行不必要的手术以赔付更高的保险金。保险公司也可能因为有缺陷的设备或检测套件而赔偿更多的费用。人工智能可以成为防止欺诈发生的有用工具。就像银行通常使用算法来检测异常交易一样，医疗保险公司也可以这样做。•麦肯锡公司的研究发现，通过算法驱动的保险索赔“智能审计”可以节省开支。•美国政府的医疗保险和医疗补助服务中心成立了一个医疗欺诈和预防伙伴关系组织，以识别集合数据库中的模式。(2)公共卫生人工智能已经应用于整个公共卫生部门。其中包括：•机器学习算法正被应用于大型公共卫生数据集，美国疾病控制与预防中心(CDC)汇编了人工智能在分析新冠疫情及其公共卫生等方面的许多应用方法。•自然语言处理正在公共卫生领域应用。•越来越多的诊断成像数据被用于人群的分析和预测。•将消费者数据科学和行为“推送”技术应用于创建“精确”或个性化推送，以促进医疗就诊、医疗合规性等。(3)医学研究•寻找治疗疾病的新药可能非常复杂。而计算机辅助药物设计是一个非常复杂的领域。•在某些情况下，其目标是重新利用现有药物。最近的一个例子是，人工智能通过分析细胞图像来观察哪些药物对神经退行性疾病患者最有效。当对这些治疗产生积极反应时，神经元将会改变形状。然而，传统的计算机速度太慢，无法发现这些差异。•制药供应商拜耳公司认为，通过使用医疗数据库信息创建虚拟控制组，人工智能可以增强临床试验。他们也在探索其他人工智能临床试验应用，使这些研究更安全、更有效。(4)医疗培训人工智能还可能改变医学院学生接受部分教育的方式。其中包括以下情况:•一个例子是，在医学生学习切除脑肿瘤时，人工智能导师给他们提供了帮助。该系统采用机器学习算法，教授学生安全而有效的技术，然后评估他们的学习表现。采用人工智能系统学习技能的人员的速度比那些没有使用人工智能的人员快2.6倍，学习表现要好36%。•美国和英国的医疗机构也部署了基于人工智能的患者服务，以促进虚拟和远程培训。当新冠疫情抑制群体聚集时，这种方法尤其有用。人工智能支持练习多种技能，例如安慰痛苦的患者服务或传递消息。(5)医学专业支持人工智能还用于支持临床环境中的医疗专业人员，其中包括：•人工智能应用于支持医疗设施接收专业人员。斯坦福大学的一个试点项目使用算法来确定患者的风险是否高到需要ICU护理，或是否经历与代码相关的事件，或是否需要快速反应团队。他们在6到18个小时内评估这些事件发生的可能性，帮助医生做出更自信的决定。•正在开发基于人工智能的应用程序，以支持护士，提供决策支持、传感器通知他们患者的需求，以及在所述领域的挑战或危险情况下提供机器人协助。(6)为患者提供直接支持人工智能也被用于为患者提供直接支持:•医院使用人工智能聊天机器人与患者进行检查，帮助他们更快地获得必要的信息。当NorthwellHealth人工智能系统与患者聊天时，使用肿瘤服务的患者的参与率为94%。试用过该工具的临床医生一致认为，它延长了他们所提供的护理。聊天机器人能够检查病人的症状、恢复情况等。许多人习惯采用短信聊天，这提高了患者的接受度。聊天机器人还减少了患者在寻求治疗时可能遇到的挑战。人们可以使用它们查找医院或诊所，预约和描述需求。•据估计，多达一半的患者没有按照处方服药。然而，人工智能可以增加患者按时服药的机会。一些平台使用智能算法来建议医疗专业人员何时应与患者就依从性问题进行沟通，以及通过何种渠道进行沟通。甚至也有了药物提醒聊天机器人。在最近的一个例子中，研究人员合作并使用人工智能来帮助为Ⅱ型糖尿病患者寻找最佳药物。这些算法帮助83%以上的患者选择了正确的治疗方案，甚至在患者需要同时服用多种药物的情况下也是如此。(7)远程医学自从发生新冠疫情导致出行限制以来，虚拟医生就诊形式的远程医疗已变得越来越普遍。除此之外，人工智能还支持其他形式的远程医疗，其中包括:•VirtuSense应用预测人工智能远程监控和提醒供应商可能导致患者跌倒的高风险变化。•目前使用人工智能进行监测的一些设施依赖它来检测从心脏病到糖尿病等各种疾病。医院还使用这种技术来监督新冠患者，从而更容易决定哪些患者可以接受家庭护理，哪些患者需要住院治疗。(8)诊断人工智能还用于医疗保健中心的诊断，其中包括:•一个用于发现乳腺癌的人工智能系统可以检测出当前的问题和患者在未来几年内发展该疾病的可能性。•人工智能在医疗保健领域的一些应用还可以检测精神疾病。研究人员使用训练过的算法，通过倾听他们的声音或扫描他们的社交媒体信息来识别抑郁症患者。(9)手术人工智能并不能消除手术问题，但它有可能减少这些问题，同时提高患者和外科医生的治疗效果。以下示例对此进行了说明：•一家名为theatre的初创公司最近在A轮融资中筹集了3950万美元。该公司有一个人工智能视频解决方案，旨在帮助外科医生了解手术过程中的错误和正确之处。然后，他们可以研究这些视频，并在未来做出改进。•人工智能在医疗保健领域的应用包括手术机器人，它们在手术室中越来越常见。许多是微创的，往往取得优于非机器人干预的结果。人工智能的这些应用不会取代人类的外科专业知识。不过，它们可以作为外科医生的搭档，提高手术成功的可能性。(10)医院护理除了上述描述的诊断用例之外，临床医生还必须满足患者的护理需求，并且储备医学用品和运送货物。人工智能驱动的协作机器人正开始减轻这种负担。根据Gartner公司的预计，到2023年，50%的美国供应商将投资于机器人流程自动化。医院中机器人流程自动化的一些例子包括:•一家医院最近部署了五台名为Moxie的机器人。这些机器将主动确定护士何时需要用品或协助实验室检测后勤。然后，它们会在提供者的工作负载变得过于密集之前做出响应。Atheon提供的机器人不仅支持医疗功能，还可以完成除草和垃圾清除等任务。2023年中国医疗人工智能产业全景图谱
医疗人工智能产品多样化，下游需求旺盛
医疗人工智能产业上游主要是为行业提供基础技术支持的行业，如医疗数据挖掘、算法等，典型企业有碳云智能、连心医疗、大数医达。
下游主要为医疗人工智能技术的应用层，主要的应用场景有医学影像、虚拟助手、药物研发、健康管理、疾病风险预测、病历/文献分析，代表企业包括科大讯飞、华大基因、图玛深维、博奥生物等。
而在医疗人工智能技术行业，我国涌现出了一大批企业，这些企业开发出了针对医疗行业应用的各种医疗人工智能产品，如智能影像辅助诊疗系统、导诊机器人、语音电子病历等。
在下游需求方面，中国医疗行业长期存在优质医生资源分配不均，诊断误诊漏诊率教改，医疗费用成本过高，医生资源供需缺口大等问题。而在中国医疗改革逐步推进，分级诊疗逐步落地的过程中，这种问题更加突出。
除此之外，我国医疗资源分布严重不均等，三甲医院主要集中在北上广深和省会城市，集中了大量优质的医护资源，使得大量病患涌入这些城市。而大部分时间大医院因为收治大量常见病、多发病患者，造成看病难、看病贵，浪费了宝贵的医疗资源，使重症、急症患者难以得到及时救治。
在此背景下，人工智能将在各种场景的共同作用下，提高医疗服务水平，改善现有现状。根据统计，我国医院部署人工智能应用并成熟使用的占比不足50%，仍有近50%的医院并未尝试接入人工智能技术。
AI+医疗政策助推，促行业快速发展
近年来，国家发布多条全国性政策和医疗人工智能专项政策，充分体现国家层面上对AI+医疗领域的重视。2018年4月，国务院办公厅印发国家卫健委等部委研究起草的《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》。《意见》释放出多重政策利好：1)承认“互联网医院”的合法性;2)支持处方外流;3)推进“互联网+”医保结算服务。
此外，医疗电子信息的“确权”研究工作正在进行;《意见》明确，到2020年，二级以上医院普遍提供分时段预约诊疗、智能导医分诊、候诊提醒、检验检查结果查询、诊间结算、移动支付等线上服务。
在国家政策及医疗各领域需求的推动下，我国医疗人工智能行业市场规模得到了快速扩容，2017-2019年的复合增长率达到了31.98%，由此可以看出行业潜力巨大。据中国电子学会统计数据显示，到2021年医疗人工智能行业市场规模将达到75.3亿元。
医疗人工智能各端核心应用价值明晰
医疗人工智能在患者端、亿元端和生态段均用较为广泛的应用场景，从不同角度对医疗人工智能核心应用价值进行分析，具体看：
①患者端：人工智能重塑就医体验利用人工智能技术，医疗服务可以突破医院的物理边界，以患者为中心，延伸到诊前、诊中、诊后的就医全流程。
②医院端：人工智能重构管理体系人工智能深入病人管理(电子病历)、药械管理(器械设备与药品智能化闭环管理)、病房管理(智能手术排班)、绩效管理(DRGs绩效)、后台管理(人力财税等智能后台综合管理)等方面，为医院管理体系带来整体升级重构。
③生态端：人工智能完善医疗服务生态在整个医疗服务体系中，医院处于核心位置，是各项信息数据汇聚与整合的中间枢纽，此外还有其他医疗服务机构、医疗健康产品提供方、支付方、监管方等。
企业产品布局呈分散趋势，主要集中在两大领域
自2011年Watson奠定其医疗的商业发展方向，已经有7个年头，这7年人工智能在世界范围内发展得风生水起，无数企业紧随潮流，深度学习算法也经过了多次换代，但浪潮过后，也有一大批企业应声倒闭。
现在，全球范围内幸存下来的企业已经逐渐在医疗人工智能领域组成头部阵营，深度学习过程下各企业都能为自己的AI产品报出一个准确高的数字，然而新时代已经不再是一个唯算法的时代，衡量AI好坏的也不再是一个数字或是人机大战的成果可以评判的，因此只有让人工智能技术在医院得到广泛应用才能长久存活下去。
目前，国内AI医疗产业的争夺聚焦于落地环节。从市场上活跃的医疗人工智能企业看，产品主要布局在医学影像、病历/文献分析、健康管理、医院管理、虚拟助手等10大领域。
从这108家企业产品研究方向可以看出，肺结节筛查、糖网筛查是两大热门方向，集结的医疗人工智能企业数量共计有33家，占比约30.6%;但同时也有相当多的企业将目光投向了心血管类疾病方面，企业数量超过了10家，由此可以看出国内医疗热工智能企业产品呈现出分散趋势。
从各类医疗人工智能产品具体的布局企业来看，两大热门产品医学影像和疾病风险预测聚集的企业较多，根据统计，目前有43家企业提供医学影像服务，主要有阿里云、翼展科技、昕健医疗等;有45家企业提供疾病风险预测服务，这些企业有图玛深维、贝瑞健康、博奥生物等。下表为国内典型医疗人工智能产品及主要布局企业。
医疗机器人应用广泛，康复为主要领域
医疗机器人是机器人应用的细分领城之一，特指用于医院、诊所、康复中心等医疗场景的医疗或辅助医疗的机器人，根据国际机器人联合会(FR)分类，医疗机器人又分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、医疗服务机器人四大应用领域。
根据CCID数据，在2019年我国医疗机器人市场中，康复机器人手术机器人、辅助机器人和医疗服务机器人分别占比47%、17%、23%、13%。
行业备受资本青睐，但存在投资聚集化现象
从投资案例看，2012-2020年上半年，我国人工智能医疗领域股权投资热度呈现先增后降趋势，其中股权投资热度较高的年份为2016年、2017年和2018年。2019年，受到资本寒冬影响，人工智能医疗领域投资热度有所回落，投资案例数下滑至52起，投资金额为15.46亿元。
2020年上半年，由于新冠疫情的影响，投资案例数量依然处于低位，未有明显回升，上半年投资数量为14起，投资金额为9.17亿元。
据健康界不完全统计，2020年1-12月，国内医健AI领域共发生了65起融资事件，其中医学影像约占总融资数的1/3。从融资轮次看，部分企业开始步入发展成熟阶段，产品技术得到市场认可、商业模式趋于成熟的企业也更易得到资本的青睐。各企业也纷纷加大技术研发力度，以创新厚植竞争优势，加快发展的步伐。
除此之外，2020年，人工智能三类器械过审的通过，对于医疗AI行业来说是一件里程碑的事件。在2020年共有9项AI医学影像产品通过NMPA批准，AI医疗影像行业跑通了困扰其多年的审评审批阶段，从“应用落地”步入“商业化”。
疫情将加速医疗人工智能发展进程
AI在医疗中的应用越来越广泛，尤其是医学影像辅助诊断系统，已经覆盖多种常见癌种的筛查，产品本身也已经可以嵌入医生的工作流程。在疫情的催化作用下，AI+公共卫生、AI+医院管理、AI+医疗机器人、AI+药物研发、AI+健康管理和AI+医疗支付等领域将得到进一步的深化发展。