基于大数据的智能辅助诊断课件

清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,1,基于医疗大数据的智能辅助诊疗,杨吉江,(Yang,Ji-Jiang),清华大学信息技术研究院,（数字医疗健康工程研究中心）,清华大学信息技术研究院 数字医疗健康工程研究中心1基于医疗大,1,目录,2,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,什么是人工智能,大数据与人工智能,人工智能在健康医疗领域中应用,目录2清华大学信息技术研究院 数字医疗健康工程研究中心什么是,2,目录,3,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,什么是人工智能,大数据与人工智能,人工智能在健康医疗领域中应用,目录3清华大学信息技术研究院 数字医疗健康工程研究中心什么是,3,人工智能定义,2018/3/21,4,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,人工智能是关于知识的学科,怎样表示知识以及怎样获得 知识并使用知识的科学。,人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的 智能工作。,人工智能既是一门计算机科学的分支学科，同时又涉及到心 理学、哲学和语言学等学科。,人工智能定义2018/3/214清华大学信息技术研究院 数字,4,人工智能的历史演变,50-70,年代,逻辑推理,利用逻辑推,理能力实现 智能,70-90,年代,数据挖掘,机器学习，深度学习，数据分析，数据挖掘,70-9,0,年代,5,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,知识工程,专家系统，,知识总结和,挖掘,人工智能的历史演变50-70年代理能力实现 智能70-90年,5,人工智能的子领域,知识表 述,机器学 习,深度因 果推理,自然语 言处理,深度学 习,自然语 言生成,深度问 答系统,（认知 计算）,虚拟个 人助理,传感器,/,物联,网,机器人,推荐系 统,图形分 析,社交网 络分析,仿真建 模,可视化,音频,/,语音分 析,图像分 析,机器翻 译,6,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,PW,C,：,2017,人工智能的子领域知识表 述机器学 习深度因 果推理自然语 言,6,目录,7,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,什么是人工智能,大数据与人工智能,人工智能在健康医疗领域中应用,目录7清华大学信息技术研究院 数字医疗健康工程研究中心什么是,大数据概念的来龙去脉,198,0,年,：托夫勒第三次浪潮：第一 次提到“大数据,（Big,Data）”,这个,名 词,，并称其为“,第三次浪潮的华彩乐章,”,200,8,年9月,：,Natur,e,推出“大数 据”专栏,，2009,年开始，大数据成为 互联网技术的热门词汇,201,1,年6月,：发布了关于“大数据”的 研究报告，分析了大数据的影响、关键 技术及应用领域，得到了广泛关注,201,2,年,：舍恩伯格首次提出了大数据的,4V,特 点,：Volume,Velocity,Variety,Value,(,Veracity,),200,6,年,：提出 “云计算”概 念。云计算的 出现真正突出 了“大数据”的价值。“云”是高速公路,，是支撑，“大数据”是汽 车，是价值所 在。,8,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,大数据概念的来龙去脉1980年：托夫勒第三次浪潮：第一,大数据的核心价值：,预测,&,数据挖掘,Googl,e,首次预测美国流感爆发,2018/3/21,9,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,大数据的核心价值：预测&数据挖掘Google首次预测美国,我国健康医疗领域的大数据战略,国办发,20155,0,号,促进大数据 发展行动纲要,国办发,201647,号,国务院办公厅关于 促进和规范,健康医疗大数据应用 发展的指导意见,关于运用 大数据加强 对市场主体 服务和监管 的若干意见,国家发改委成立 医疗大数据国家 工程实验室,构建电子健康档案、电子病历数据库,建设覆盖公共卫生、医疗服务、医疗保障、药品 供应、计划生育和综合管理业务的医疗健康管理 和服务大数据应用体系。,探索预约挂号、分级诊疗、远程医疗、检查检验 结果共享、防治结合、医养结合、健康咨询等服,10,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,务，优化形成规范、共享、互信的诊疗流程。,基础性战略资源,我国健康医疗领域的大数据战略国办发 201550号国办发,健康医疗大数据,(,Health,and,Medical Big,Data),日常监测数据,(,Daily Monitoring,Data,),各类日常监测生理信息，生活习惯，心理及精神状 态等,电子病历与诊疗记录,(,Electronic Medical,Records,),含问诊信息、病程记录、病史 信息，疾病诊断信息，治疗过 程，随访过程，环境信息等,用药记录,(,Records,of Medicine,),药物信息，治疗结果 等,诊断数据,(,Diagnosis,Data,),生化诊断、病理诊 断、物理诊断、生理 信号诊断、影像诊 断、基因诊断等,健康医疗 大数据,运营数据,(,Busi.,Data,),病人，财务，流程，,诊疗，开药等,保险与支付,(,Insurance,and Payment,),病人的保险、支付记 录，信用记录,2018/3/20,11,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,健康医疗大数据(Health and Medical Big,健康医疗大数据带来的机遇,12,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,如何利用和盘活健康医疗大数据？,如何利用健康医疗大数据进行个性化疾病的精 准预测,如何充分挖掘健康医疗大数据中蕴涵的大量的 有价值信息,利用大数据赋予我们洞察未来的能力,预测和分析群体疾病的发病规律,分析我国疾病谱,健康医疗大数据带来的机遇12清华大学信息技术研究院 数字医疗,ETL(,Extract Transform,Load,),医疗健康业务数据,Medical,Data,医疗业务系统,Medical,Busi.,Sys.,数据采集,Data Collection,from,Patients,转化（,Translations,）,Researchers,医疗分析数据模型,Medical,Data,Model for,Analysis,基于医疗健康大数据的智能辅助医疗服务系统,基于人工智能的 研究平台,（,Research,Plf,）,大数据,2018/3/20,13,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,人工智能,+,ETL(Extract Transform Load)医疗,目录,2018/3/21,14,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,什么是人工智能,大数据与人工智能,人工智能在健康医疗领域中应用,目录2018/3/2114清华大学信息技术研究院 数字医疗健,从三级预防到一级预防,（From,Tertiary,Prevention,to,Primary,Prevention）,一级预防,Primary,n,Preventio,Preventio,三级预防,Tertiary,Prevetion,风险因素管理,(Risk,Factors,Management),生活方式干预,(Lifestyle,Intervention),运动管理,(Exercise Management),健康管理,(Health Management),疾病预测,(Disease,Predication),疾病管理,(Disease Management),慢病管理,(Chronic,Disease,Predication),影像诊断,(Imagine,Diagnosis),社区医院 社区服务站,二级预防,Secondary,基层综合医院,n,15,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,基层专科医院,中心综合医院 医学中心,从三级预防到一级预防（From Tertiary Preve,三级乃至多级诊疗体系,16,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,要做自己能做的事,基层要充分利用与基层基础的机会，利用 成熟的智能技术开展健康知识普及，疾病 筛查、预防和干预工作,综合医学中心则重点研究疾病规律和诊疗 方法,利用现代信息和网络等技术实现医学中心 与基层医疗机构的信息共享,三级乃至多级诊疗体系16清华大学信息技术研究院 数字医疗健康,2018/3/20,清华大学信息技术研究院,17,医疗中的人工智能,人工 智能,培训,科研,临终 关怀,治疗 处置,决策 支持,诊断,早期 检测,健康 保持,通过精确模拟和仿真,，可以显著提升培训 的专业性和效果，如,VR,如机器人辅助 生活，对话等,如机器人手术，自我 健康管理，合理用药 等,如机器人辅助 生活，对话等,利用,A,I,及物联网，让人们 可以做到自我健康管理，并保持健康,通过穿戴式设备的 监测，让医生等可 以对病人某些症状 进行早期判断,减少误诊、提高 诊断效率和准确 性,帮助医生在医疗服务过程 中进行决策，以便及时采 取有效方法,预,防,诊,断,处,置,预,后,2018/3/20清华大学信息技术研究院17医疗中的人工智能,17,人工智能的效应,18,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,自我监测和预防(儿童肥胖症为例）,美国研究表明：,48,%,病人根本没有做肥胖筛查，,66,%,可能没有诊断，,54%,的人没有得到任何劝告和建议，,AI：,早期预测、干预、危险生活方式分析等,痴呆症的诊断,在一些高收入国家，5-6成的痴呆病人并没有被发现，,AI：,早期发现，准确度可以高达,90%,乳腺癌的诊治,在欧洲，发射科大夫缺口自2012-2025年以16%速度递增,AI：,降低诊断时间，帮助大夫进行快速决策,人工智能的效应18清华大学信息技术研究院 数字医疗健康工程研,截止到2015年,，IBM,的,Watson,已经,阅读,了从,196,7,年到,200,0,年的,470,万份专利和,110,0,万份医 药期刊,IBM,Watson,肿瘤解决方案,吸纳了300多份医学期刊、,20,0,余中教科书以及近,1500,万页的文字,19,清华大学信息技术研究院,数字医疗健康工程研究中心,数据包括电子病历、放射 影像报告、病理报告、化 验结果、医生病程记录、医学文献,截止到2015年，IBM的 Watson已经阅读了从 196,基层医,生,医学专,家,医患连,接,？,信息共,享,专家连,接,?,医学专家通过线上咨询和转 诊，并不能有效放大自己的,专科经验和能力,医学专家自己有限时间供 给,患者追求,1,%,优质医疗的天 性,医疗供需矛盾,通过,AI,SAAS把专,家,？,经验放大到基层，并,支持基层专科建设,医生集团？多点执业？单点,AI,？,基层医生医学专家医患连接信息共享专家连接医学专家通过线上咨询,20,矮小,不对称,内科疾病、精神心理、神经性厌食,消瘦,肥胖,正常,畸形综 合症,假性甲,旁减,测 量,体 型,体 型,家族性,，体制 性生长 延迟,低,正 常,异 常,正 常,生 长 速 率,态,排 畸,畸,形,面部形态学 识别，,GH,D,和 库欣筛出,筛查智能辅 助，结合体征 和人口学特征,GHD,库 欣 判 断,库欣综 合征,库欣综合 征判断,Turne,r综合征,甲减,辅助生长激素 剂量调整,假性甲状 旁腺功能低 减,骨软骨 发育不 全、粘,生长激,多糖症,素匮乏,面部形态学 识别，,Turner,筛出,畸形,人 脸 形,甲状腺功 能低减判断,甲状腺功 能判断,基层医生看不了矮小症的两大原因,：,诊疗规则复杂,；,关键诊疗节点缺乏经验,。,矮小症,Medthink,专科,AI,产品,：,关键诊疗节点,AI+,支持指南的规则,树,基层医生需要的专科AI以矮小症为例,矮小不对称内科疾病、精神心理、神经性厌食消瘦肥胖正常畸形,21,Medthink,系统,：将一系列专科