中医的历史源远流长,而人工智能的应用为中医发展注入了现代活力。智慧中医不仅仅意味着中医传统问诊过程的深刻变革,更包含了从中药材鉴别、中草药化学成分提取、中医医药电商、中医线上线下服务、中医智能器械、中医人才培养等全方位改变。
人工智能助推中医通过精准、严格的临床数据掌控,代替以往人类医生靠主观进行经验诊断、配药、熬药的现状;同时能将医师过往案例经验与专业中医理论成体系化沉淀,开拓中医思维、丰富诊断方法、促进中医行业交流与发展;以及通过对患者实时数据的掌握、反馈和监测,可以让中医诊疗过程更加客观与智能。
目前人工智能技术在中医的应用主要在科研、教学、临床方面,未来期待能进一步为中医人才培养、名医专家诊疗经验传承、中医医联体/医共体建设提供智能化辅助。
作者 |付海天、樊晓芳
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智慧中医概览
1.中医疗法分类
物理疗法:①针灸疗法②推拿疗法③拔火罐疗法
中药疗法:①中草药材②中药饮片③中成药
2.中医器械类型
中医诊断设备:①脉诊设备②望诊设备③穴位阻抗检测设备
中医治疗设备:①穴位电刺激设备②温针治疗设备③灸疗设备④拔罐设备⑤熏蒸治疗设备⑥穴位微波刺激设备⑦穴位激光刺激设备
3.智慧中医智能诊断设备
脉诊仪:通过中医脉象识别算法等一系列AI算法,将肉眼看不到的脉搏,转化为直观图像。
舌诊仪:通过计算机视觉等技术,对舌象特征信息提取与处理,对舌象进行量化分析。
面诊仪:对病人面部图像进行分割及分析,读取面诊及问诊信息数据,建立和编辑病例。
四诊仪:将中医舌诊、面诊、脉诊、问诊整合在一起,供中医辨证参考使用。
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智慧中医概览
据中研网数据,预计2022年中药材行业的市场规模达到855亿元,比2016年增长23%。中国医疗器械行业协会报告显示,截至2017年底,全国中医医疗器械企业销售收入为95亿元,同比增长17.1%。新思界报告显示,2016年中国数字化中医诊断仪市场规模为17亿元,2016年我国中医智能治疗仪的市场规模为49.8亿元。
2015年5月,国务院发布《中医药健康服务发展规划(2015-2020年)》,提到运用云计算、移动互联网、物联网等信息技术开发智能化中医健康服务产品。2017年6月,科技部和国家中医药管理局联合印发《“十三五”中医药科技创新专项规划》,提出利用现代科技,推动现代中医创造性转化与创新性发展。
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智慧中医中人工智能与相关技术的应用
计算机视觉:可用于中药材检测、鉴定、分级等,以及舌诊、面诊等诊疗过程中的辅助诊断。
数据挖掘:对疾病证型、症状、用药等方面进行分析, 发掘辨证用药规律。
机器人:采用自动化机械结构模仿常用的中医推拿手法, 或对特定穴位进行灸疗等。
机器学习:对中医海量文本文献进行分类,或训练推荐系统向用户推荐养生或治疗方案等。
深度学习:通过深度学习算法来训练、设计中医辨证逻辑模型,建立中医干预方案库。
知识图谱:展示方剂的中药组成信息、方剂与方剂、中药之间的直接或间接的关联信息。
区块链:可用于中药材流通溯源、中医医师身份认证、中医连锁诊所账目管理等。
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智慧中医领域细分应用场景及代表机构
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智慧中医代表人工智能技术应用产品/解决方案及应用案例
医库云、蔡同德堂——中药材智能鉴别系统:中药材存在品种基源混乱、野生资源匮乏、栽培引种质量差异、假冒伪劣问题严重、炮制不规范、农残及重金属等安全性问题等诸多问题。该系统涵盖真伪辨识、产地溯源、品质检测等功能,通过人工智能技术与传统中药近红外光谱分析,采用深度学习模型训练,结合影像技术多模态融合,提高了中药的鉴别精度,其分析精度达90%以上,每次鉴别耗时2秒,相比传统液相色谱鉴定,影像技术多模态融合鉴定中药材周期更短、费用更低。
天士力国际基因——星斗云:该平台将天士力的现代化中药研发平台与Pharnext的网络药理学研发平台以及多种数据库进行整合,并利用云计算和AI技术进行优化,形成全新的药物研发科研协作云平台。平台通过对生物大数据的整合与挖掘,利用网络药理学对疾病与药物进行深度分析,构建疾病与药物的作用网络,为科研人员快速提供关于疾病和药物的整合信息查询,辅助探索已知中药的作用机理,包括关键有效成分的鉴定和定位新的适应症,以及潜在小分子复合药物的组合。
AiTreat——中医按摩机器人Emma:这款机器人可以模仿人的手掌和拇指来进行推拿按摩,可以测量特定肌肉或肌腱的精确硬度,针对柔性软组织实现精准感控,并将收集到的健康数据发送至云端,再由AI算法计算按摩过程中需要施加的压力。同时还可以跟踪和分析患者的进展,生成可视化报告,使医生能够使用精确的经验数据来衡量患者的康复情况。
卫宁健康、大经中医——外感肺系疾病临床辅助诊疗系统:大经中医以智能化的方式将中医的诊疗经验记录和传承,用户根据患者确诊的疾病,将患者的症状、体征输入系统,系统即可利用自身的人工智能算法及知识库(包含了名老中医、教材、指南、文献等内容),智能辨证、智能开方,协助用户进行疾病诊治。目前,该辅诊系统可对新型冠状病毒感染性肺炎、急性上呼吸道感染、流行性感冒、急性呼吸窘迫综合征、外感发热、咳嗽等十几种疾病辅助诊治。
太一科技——智能脉诊仪:这是一款还原了中医搭脉过程的智能设备。以中医伤寒论为基础,搭载了中医脉象识别算法等一系列AI算法,以及微压力阵列传感技术,对人体可触摸到的动脉搏动进行采集,尽可能真实地还原中医的搭脉过程,可将脉诊准确率控制在80%以上。一分半钟以内,用户和医生就可以收到一份完整的3D脉象报告,这份报告包含人体脉象波形、健康评分等内容。根据这份脉象报告,用户可进行自我健康管理,医生也可针对患者的脉象情况,找出对应的病因和病症,为其配药。
北京大数据研究院、奇点机智——邦大夫:这是一个面向中医领域的医患AI对话系统。邦大夫通过对话交互的形式,利用AI赋能预问诊、分诊导诊、互联网复诊、健康咨询全流程。邦大夫能够在接诊前自动帮助医生采集患者信息、识别主诉症状及相关伴随症状、既往病史、个人史等信息,生成结构化问诊电子病历,为患者智能匹配适合的科室医生,并在诊后阶段帮助医生进行互联网复诊与随访跟踪,打造从诊前到诊后的完整闭环。
微医——华佗云:该平台目前已连接了全国九个省份的1700余家医疗机构,为嘉兴市、丽水市、义乌市、龙岩市长汀县等全国十多个县市打造了区域中医云平台,并成为浙江省中医信息化项目的运营支撑平台。作为微医华佗云的核心“中医大脑”,悬壶台智能辅助诊疗系统以辨证论治为核心,将证型、药物禁忌、处方、知识条目凝聚成一套涵盖疾病证型、治法、体质、处方、配伍的云化解决方案。悬壶台不断加深与名中医合作,基于心脑血管病、甲状腺病、胆结石症、肝病等专病大数据分析,实现了智能化的专病专治。
问止中医——人工智能中医诊所:这是一家以中医人工智能辅助诊疗系统为特色的连锁中医机构,问止中医基于中医的知识体系,建立起中医知识图谱,在此基础上再根据临床医师的多年临证案例做训练集,不断优化软件算法。通过直接与三甲医院、社康中心开展联合临床课题,问止中医人工智能目前已经积累了4万多个案例。问止中医人工智能已经覆盖1400多种病症,掌握了8000多个方剂的临床应用,个性化处方运算速度可达65万次/秒。每一次就诊,问止中医人工智能会寻找出被大量案例多次验证有效的推荐方案。
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人工智能技术在智慧中医中的应用局限性
1.传统中医信息化程度较低,缺乏海量数据作为智能化基础。
2.中医对智能技术的接受程度相对较低,需要较多市场教育。
3.证候标准化的缺乏,导致深度学习算法训练难度较大。
4.中医诊疗模式依赖经验与感觉,难以建立标准化数据采集流程。
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智慧中医智能化发展趋势
1.中医CDSS成为切入点,为问诊过程智能化发展打下基础。
2.互联网+中医馆模式开始普及,推动线上线下智能化结合。
3.计算机视觉技术发展让中医舌诊、面诊精度提升。
4.数据挖掘技术结合海量患者信息积累,实现智能养生方案推荐。
*本文为「智周」系列报告「核心版」,相应「深度版」的推出计划将在后续公布,敬请大家关注。针对「智慧中医中人工智能技术的应用趋势及展望」这一主题,有哪些方向或主题,你希望在报告深度版中读到详细的阐述与分析,欢迎留言,这将成为我们制作报告深度版的重要参考。
关于「智周」系列报告
机器之心「智周」人工智能技术应用报告系列重点关注现有人工智能技术应用较成熟且应用潜力较大的正在进行智慧升级的传统行业及场景,逐行业、逐场景为产业用户高效而不失深度地呈现不同人工智能技术的产业落地现状、企业案例、技术应用趋势等。「智周」人工智能技术应用报告系列包含核心版及深度版两个版本:
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