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沃森医生为你看病
http://www.100md.com 2011年7月15日 《百科知识》 2011年第14期
     沃森(Watson)是谁?它就是在今年2月份美国益智类电视节目《风险》(Jeopardy)中战胜最优秀的人类选手的非人类选手——IBM的超级计算机。沃森战胜人脑之后声名鹊起,现在沃森作为一个巨大的计算机智能库,又在向医学领域渗透,有可能成为人类历史上最有名望的医生或助理医生。它可以替人诊疗看病,诊断准确率甚至可以超过人类的名医。

    诊断疾病准确率高

    现在,很多人患了病都会在网上收集诊治的信息和资料,包括对疾病的理解,何处寻找名医,如何治疗自己的疾病等等。而这些情况说不定就会被收集到医学信息库中,作为诊断和治疗的信息供所有人查询使用。

    然而,具有庞大信息库的电脑沃森更有可能成为一名替人诊断治病的计算机医生,因为它不仅有海量的生物医学信息,而且可以与人进行人机对话,现在只要在临床医生的帮助下或再给它输入一个诊断治疗的软件就可以成为计算机医生,或者成为临床医生的最佳助理。
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    按照对沃森的设计,它能理解人类的普通语言(当然是英语),能够理解和分析问题,当然包括理解一个人患病后对症状的描述以及医学知识、医学理论和医学史,因此它能迅速诊断疾病,并且提出合理的治疗方法。能够做出正确诊断和提出适宜的治疗方案的沃森则可以称为沃森医生。计算机和医疗方面的专家现在正在对沃森做出必要的改进,可能在两年后,沃森医生就有可能挂牌行医。

    沃森医生的优势在于,它可以全方位地模仿人类的医生。例如,可以像人类医生一样当面听取病人对自己疾病的描述,而且可以对病人的问题进行解答,然后做出诊断和开出药方。沃森诊断疾病的能力最近在一些虚拟病人身上得到证明。这些虚拟病人患有眼部疾病,视力不佳,有家族关节炎史,居住在康涅狄格州。根据这些情况,沃森对病人依次给出了三种诊断,一是葡萄膜炎,二是白塞病,三是莱姆病。

    葡萄膜炎指的是虹膜、睫状体、脉络膜同时发炎的疾病,多发于青壮年;白塞病(Behcet‘s disease)是一个多系统的慢性损害性综合征,临床以复发性葡萄膜炎、口腔溃疡、皮肤损害和生殖器溃疡为特征,多双眼发病;莱姆病(Lyme disease)是一种由伯氏疏螺旋体引起,经硬蜱为主要传播媒介的自然疫源性疾病,临床表现为慢性炎症性多系统损害,除慢性游走性红斑和关节炎外,还常伴有心脏损害和神经系统受累等症状。
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    最终结果表明,沃森的诊断达到了73%的可信度。这比人类的医生的误诊率还少,人类医生的误诊率是30%或更高。

    提供医疗方案同样出色

    在疾病治疗上面,沃森的优势如同疾病诊断一样,也比较可靠。当沃森诊断病人患了莱姆病后提出治疗方案时,它开出的首选抗生素是强力霉素。但是,研究人员随后告知沃森,病人是孕妇而且对青敏素过敏,此时沃森提供了另一种抗生素治疗药物——头孢呋辛。这就避免了可能出现的医疗事故,同时保证了最佳治疗方案。

    沃森的优势在于,它知道最新的治疗指南,无论指南有多复杂,有多少种方法,有多少种禁忌,有多少种药物配伍原则,沃森都能准确地为医生提供最适宜的选择。而且,对于同一种疾病的不同病人,沃森提供的都是个性化的治疗方式。例如,一名患有前列腺癌的75岁老人因高血压感到眩晕与一名32岁的女性患高血压,沃森会为他们提供不同的但最适宜个人的治疗方案。
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    美国哥伦比亚大学医学院教授赫伯特•切斯对沃森的诊断和疾病治疗方案给予了高度评价。前两种疾病(葡萄膜炎和白塞病)都是眼病,有一些联系,而后一种疾病(莱姆病)则并非眼病,而且是一种罕见的疾病。这几种疾病都无法糊弄沃森。可以说,沃森的诊断准确性很高,提供的治疗方案也最佳。

    沃森为何有如此高的诊断准确性?原因在于沃森“肚里有货”。沃森贮存了很多百科全书、词典、图书、新闻和电影剧本,在医疗方面它还拥有大量医学工具书、临床诊断手册和医学杂志。而且,沃森还可以与美国联邦政府要求医院建立和维护的医疗电子文档记录链接,以查阅病历和诊治记录,这些都是沃森诊治疾病时的参考。同时,沃森还有一个得天独厚的条件,它可以借助一些趣闻轶事的信息来帮助诊断。例如,个人在微博和互联网上对自己疾病的咨询和查询等信息,都可以被沃森所获取,并成为诊治疾病的根据。

    个人的医疗信息甚至更为重要。例如,一个人所说的他/她被诊断成什么样的病、经历过何种治疗、服过何种药等,都是重要的信息。这其实就是疾病治疗的试错过程,而这一过程在疾病治疗中非常普遍。原因在于,对于某种疾病,尤其是罕见疾病或主要症状不明显的疾病,医生只能根据初步诊断来试探性治疗,也称为试错治疗。例如,中国2003年的非典型性肺炎(SARS)流行,起初并不能确诊,也没有正确的治疗方法,经过无数次的试错治疗,才找到了比较适宜的诊断和治疗方法。沃森所能获取的信息中就有大量的试错治疗信息以及各方面的专家会诊后的信息,因而比一般的医疗信息更管用。
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    以海量信息帮助医生

    随着知识更新变得越来越快,人类进入信息爆炸时代,医学和医疗的知识同样如此。再加上人类基因组的逐步破译,大量的新疾病和病理知识不断涌现,这就要求临床医生不得不记忆很多新的医学知识和新的疾病,如此,也成为现代医生的一个重负。这时,沃森的另一个优势就体现出来了。无论有多少新的知识和新的疾病,只要贮存到沃森的大脑中就行了,它会为临床医生提供记忆、查询的方便,同时可以为医生提出建议。

    医生和常人一样,要记住近30年来的所有事情是不可能的,而且每天医生都会面临许多找不到答案的医学问题,即使可以利用搜索引擎,医生也要花费更多的时间和精力才能找到一些答案,而且是零碎的答案。但是,面对大量涌现的信息,医生的接收和选择也是困难的。其中,基因和分子生物学的知识,以及药物的新知识更是令临床医生头痛,它们的更新速度呈几何级数增长。但是,把这些问题拿来询问沃森,就像在人机大战中的问答一样,沃森就可以为医生提供一些最接近真相的答案,免去了医生大量查阅文献和记忆不佳的短处。
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    美国得克萨斯州与IBM合作的一家医疗咨询公司Ringful Health进行的一项调查很能说明问题。1999年他们问询了103位大夫,发现他们一天要被病人问到1100个问题,其中64%的问题医生回答不了。这种情况很可能让医生的治疗并不理想,而且很可能出现医疗事故。但是,如果把这样的事情交给沃森来办,就可能轻松搞定。

    在电视节目《风险》直播现场,沃森与其人类对手对一个问题只能选择一个正确答案。但是,在疾病诊治现场,沃森获得疾病描述的多种症状时,却可以为医生按可信度的大小提供几种最有可能的诊断。这对于医疗是非常有利的。因为,在医疗中初次诊治都不会只是按一种疾病来诊断和治疗,同一种疾病可以表现为不同的症状,不同的疾病也可以表现为同一种症状,因此需要列出一系列疾病来考虑,按可信度最高的一两种疾病来偿试治疗。若治疗有效,则可以确认并继续治下去;若无效,则需要考虑是另一种疾病,并对症治疗。

    沃森提供几种诊断的好处还在于,可以帮助医生跳出思维定势,即不让诊断和治疗的思路固定在一点上。如果诊断治疗的固定思维是错误的,就会延误治疗。例如,如果一个人有95%的几率患有某种疾病,但是他/她也还有5%的几率患有其他疾病,这一点最容易被医生忘记,但是,沃森不会忘记。
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    有疑难,问沃森

    不过,沃森作为一名医生或一名医生助理在使用中存在一些问题。首先是,沃森可以作为一种计算机产品被医疗机构购买,但是其价格昂贵,因此可能没有一个医院会买或买得起。当然,沃森这样的好医生或助理医生如果不使用则会是人类的损失。所以对沃森的使用需要有更好的方式。现在看来,利用或使用沃森有几个方面。

    首先可以通过一个手持装置让医生可以与沃森的资料库连通进行对话,这个手持装置使用语言识别技术和云计算,从而让医生能分享到沃森的智慧和建议。

    其次,可以把沃森当作对一些重要疾病,如癌症研究的最先进的资料库,让专业人员分享。当然,还可以把沃森当作一种随时可用的提供建议者。

    综合上述作法可以设想出一个典型的使用方法。例如,如果医生手持一个iPad,无论他/她在什么地方,都可以像使用一个GPS一样,直接输出指令,与沃森联机,询问各种疾病的诊断和治疗情况,甚至在战场上的急救也可以求助于沃森。当然,现在美国已经有一些私人医疗库,如伊莎贝尔保健系统,但是它是通过多功能医院保健系统才能使用。而且,使用伊莎贝尔保健系统速度较慢,价格较贵。一个人或一个家庭使用伊莎贝尔保健系统作为健康顾问一年要花费好几千美元到40万美元。
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    在这些方面,沃森都有优势。沃森的速度较快,而且具备理解人类语言的能力,对疾病的理解当然胜过一般的计算机系统。例如,对于“难以下咽食物”这种症状,沃森的理解具有专业水准,它会把这种症状定义为“下咽困难”。

    2010年秋季,伊莎贝尔保健系统已经在佛罗里达的奥兰多保健医院联网使用,医生的评价较好。一些经验较少、临床实践不多的医生可以从伊莎贝尔保健系统获得更多帮助,因为这一保健系统可以为医生提供一些可靠的诊断和治疗建议。

    当然,无论是伊莎贝尔保健系统还是沃森医生,在未来都只是主要作为医生的一个帮手,为医生提供诊断和治疗的建议。在医疗实践中,医生任何时候都不会盲目接受一台计算机的建议,而是要经过自己的思考和分析才能确诊和提出治疗方案。所以,如果沃森有幸,在未来可以以一名助理医生的身份进入人类的生活。

    【责任编辑】张田勘, http://www.100md.com(秋水)