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2019-05-14 19:44:33 来源: 丽水信息港

【编者按】IBM Watson是认知计算系统领域的“世界明星”,也是一个技术平台,它拥有信息分析,自然语言处理和机器学习领域的大量技术创新。在医疗领域,IBM Watson在肿瘤的诊断和治疗方面优势明显,本文梳理了IBM Watson的发展史和九大医疗领域的布局,值得细读。

本文转载自动脉,作者王晓行;由亿欧,供行业内人士参考。

2012年,Watson一举击败两位人类选手,获得智力挑战赛Jeopardy的,在比赛中,Watson展示超强的自然语言处理能力,使Watson俨然成为当时人工智能的代言人,自此人工智能进入普通大众的视野。

2016年,AlphaGo打败李世石成为棋王,在社会上引发了AI热潮,随后人们发现,原来微软、Amazon、FaceBook、IBM早已在人工智能领域布局多年,还成立一个AI合作组织(Partnership on AI),保障AI在未来能够安全、透明、合理地发展。另外,国内的IT巨头百度、阿里、腾讯也在奋力直追。

这一系列举动将人工智能推向第二个高潮,但是冷静过后,人们开始关注AI除了下棋它还干了什么?2016年在AI领域动作多的恐怕就是IBM Watson了。在医疗领域,多数公司的AI产品还在研发试验阶段,唯有IBM Watson已落户中国,并在医院落地自己的肿瘤解决方案,开始为病人服务。

不仅如此,IBM Watson作为该领域中的翘楚,随着人工智能技术的逐渐成熟,在2016年开始放开手脚,以肿瘤为重心,在慢病管理、医疗、体外检测等九大医疗领域中实现突破,逐步实现人工智能作为一种新型工具的价值。

我们先根据时间回顾一下IBM Watson健康的2016:

➤1月:

IBM和美敦力合作推出了一款糖尿病监测APP;

IBM与安德玛(Under Armour)合作使用沃森的认知计算技术来创造并提供数据支持健康检测。

➤2月:

2016年2月IBM拟斥资26亿美元收购医疗数据公司Truven。

➤3月:

2016年3月IBM将沃森人工智能带入苹果手表睡眠健康应用。

➤5月:

2016年5月IBM联手苹果为博士伦开发白内障手术APP。

➤6月:

2016年6月携手美国糖尿病协会,IBM将用大数据改变糖尿病的未来。

➤7月:

2016年7月IBM宣布已成立IBM Watson Health医学影像协作计划。

➤8月:

2016年8月IBM携外泌体强势进军液体活检;

2016年8月IBM Watson来到中国,将帮助医生建立个性化询证癌症诊疗方案;

2016年8月IBM宣布已经完成了对胃癌辅助治疗的训练,并正式推出使用。

➤9月:

2016年9月美国五大科技巨头成立AI合作组织。

➤10月:

2016年10月Quest和IBM推出肿瘤基因组测序服务;

2016年10月IBM携手东华软件,打通“医疗”抢占医养市场,医学大数据;

2016年10月IBM联手西门子签署“五年全球战略合作计划”,拓展Watson在医疗领域应用;

2016年10月梯瓦联手IBM Watson,利用大数据研究药物新用途以及慢病管理新可能性。

➤11月:

2016年11月沃森又有新动作,联合MIT和哈佛,探索癌症为何产生抗药性。

➤12月:

2016年12月IBM联合莱斯大学展示基于Watson驱动的看护机器人;

2016年12月IBM Watson联合辉瑞,将机器学习用于癌症药物发现;

2016年12月IBM Watson参与渐冻症研究;

2016年12月IBM“沃森联合会诊中心”在浙江省中医院落地。

我们可以看到在20项大事件中,有8个事件都与肿瘤有关,IBM Watson在医疗方面的应用主要也是癌症的诊断和治疗,在2016年IBM Watson健康应用还涵盖了很多其他的领域:糖尿病等慢病、大健康、医疗影像、体外检测、医疗、机器人、疾病研究治疗。

在医疗的应用主要是肿瘤的诊断和治疗

Watson的步商业化运作就是通过和纪念斯隆·凯特琳癌症中心进行合作,共同训练IBM Watson肿瘤解决方案(Watson for Oncology)。癌症专家在Watson上输入了纪念斯隆·凯特琳癌症中心的大量病历研究信息进行训练。

在此期间,该系统的登入时间共计1.5万小时,一支由医生和研究人员组成的团队一起上传了数千份病人的病历,近500份医学期刊和教科书,1500万页的医学文献,把Watson训练成了一位杰出的“肿瘤医学专家”。随后该系统被Watson Health部署到了许多的医疗机构,如克利夫兰诊所和MD安德森癌症中心,提供基于证据的医疗决策系统。

Watson治疗癌症的过程是这样的:

信息来源:动脉蛋壳研究院

1、IBM Watson进入中国

2016年8月12日,IBM与杭州认知络科技有限公司(以下简称“杭州认知”)共同宣布,在华已有21家医院计划使用经由纪念斯隆-凯特琳癌症中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)训练的IBM Watson肿瘤解决方案(IBM Watson for Oncology),此次合作旨在通过认知计算平台助力中国医生获得个性化的循证癌症治疗方案。

作为IBM与杭州认知深远合作的重要组成部分,初参与使用的21家医院将作为业界示范,更好地将Watson肿瘤解决方案在中国各地医院中进行推广。这也是Watson健康在华的合作伙伴项目。

2017年杭州认知将会汉化界面、推荐方案包含用药方案。另外,现在的推荐方案都是国外的方案,今年希望显示本土的推荐方案,并计划在中国完成5万以上的病例使用。

2、IBM“沃森联合会诊中心”在浙江省中医院落地

12月26日,浙江省中医院联合思创医惠、杭州认知三方共同宣布成立沃森联合会诊中心,三方将合作开展IBM Watson for Oncology服务内容的长期合作,这是自IBM Watson for Oncology引入中国以来,首家正式宣布对外提供服务的Watson联合会诊中心,意味着中国医疗行业将开启一个新型人工智能辅助诊疗时代。

Watson可以为肺癌、乳腺癌、直肠癌、结肠癌、胃癌和宫颈癌6种癌症提供咨询服务,2017年将会扩展到个癌种。在医生完成癌症类型、病人年龄、性别、体重、疾病特征和治疗情况等信息输入后,沃森能够在几秒钟内反馈多条治疗建议,这完全依赖于其强大的数据储备和学习能力。

3、IBM宣布已经完成了对胃癌、宫颈癌辅助治疗的训练,并正式推出使用

相继攻克肺癌、乳腺癌、结肠癌、直肠癌后,2015年7月IBM Watson for Oncology成为IBM Watson health的首批商用项目之一,正式将上述四个癌种的肿瘤解决方案进入商用。2016年8月IBM宣布已经完成了对胃癌辅助治疗的训练,并正式推出使用。

IBM Watson通过认知计算为人们创造一种全新方式,挖掘出隐藏于大量数据中的答案和洞察。认知计算不是要生产出代替人类进行思考的机器,而是要放大人类智能,帮助人类更好地思考。它不做出决定,只提供参考答案,每一个问题都有一组答案,并伴有相关证据。Watson可以通过自然语言理解提出的问题,使用上千种算法,提供备选答案。

另外据杭州认知透露,沃森还在2016年11月训练完上线了宫颈癌的服务。

4、Quest和IBM推出肿瘤基因组测序服务

2016年10月Quest Diagnostics公司和IBM Watson Health宣布推出一项服务,为美国医生提供肿瘤基因组测序和分析以及癌症治疗建议。这项服务代表着IBM先进的基因组学智能计算平台Watson for Genomics已经不仅能服务于患者和肿瘤学家,而且能广泛地服务于提供大部分癌症治疗的社区肿瘤医生。

作为合作的一部分,纪念斯隆-凯特琳癌症中心的肿瘤学知识库OncoKB将为Watson补充科学数据。Broad研究所将提供基因组测序服务,作为Quest公司测序服务的补充。通过这项服务,临床医生可以将肿瘤组织寄送到Quest进行测序,然后测序数据将转给Watson进行分析。

Quest公司的病理学家审查Watson的报告后,将其发送给临床肿瘤医生。Quest公司表示,该计划的关键是应用范围广。该公司在美国约一半的医生办公室和医院有客户,业务范围包括提供70%癌症治疗的社区肿瘤医生。

5、Watson联合MIT和哈佛,探索癌症产生的抗药性

尽管有越来越多的疗法能抑制癌症,长达数月甚至数年,但不幸的是,大多数癌症终仍会复发。其中部分原因在于,肿瘤会发生基因突变,产生了抗药性。

IBM的沃森人工智能平台将与麻省理工学院(MIT)及哈佛大学布罗德研究所合作,研究对癌症药物产生抗药性的病例,希望厘清抗药性产生的原因,研发新一代抗癌药物和疗法。

研究人员表示,抗癌就像在下棋,当我们在疗法上走了一步,癌症就会发现新的方式来抵抗这种药物,以还击我们。因此解决问题的关键可能就是,通过学习临床经验我们可以提前预见癌症的下一步棋,从而做好部署切断它的退路。

6、Watson联合辉瑞,将机器学习用于癌症药物发现

IBM Watson与辉瑞达成了一项新协议,会将前者的超级计算能力用于癌症药物研发。

辉瑞将用上Watson for Drug Discovery的机器学习、自然语言处理及其它认知推理能力,用于免疫肿瘤学(Immuno-oncology)中的新药物识别,联合疗法和患者选择策略。

按辉瑞的说法,许多研究人员都认为,免疫肿瘤学的未来在于针对独特肿瘤特征的组合,这会改变癌症治疗方式。而在药物研发中利用Watson的认知能力,可以更快地为患者带来可能的新免疫肿瘤治疗。

慢病管理还在数据搜集阶段

1、IBM和美敦力合作推出了一款糖尿病监测APP

2016年1月,IBM和美敦力合作推出了一款糖尿病监测APP。美敦力CEO奥马尔o伊什拉克(Omar Ishrak)和IBM首席执行官罗睿兰(Ginni Rometty)在2016年CES大会上一同介绍了这款APP。

此前,美敦力和IBM对600名匿名患者进行了一个试点项目,通过分析这些患者在美敦力的糖尿病监测设备(胰岛素泵和血糖监测仪)上的数据来找出低血糖症的预兆因素。通过对这些数据的分析,IBM的沃森系统可以在低血糖发生前3小时就做出预测。

2、携手美国糖尿病协会,将用大数据促进糖尿病医疗应用发展

2016年6月,IBM医学数据分析部门Watson Health近日与美国糖尿病协会(ADA)达成合作,未来它们将携手打造一系列数字工具,帮助人们预防、鉴别和治疗糖尿病。

ADA手上握有66年的宝贵数据,其中包括临床研究、自主管理能力、支持团体和糖尿病科普等。此外,这些数据还会开放给第三方开发者,以便他们能为病人开发相关应用。但是他们并不擅长开发,这事也他们和IBM合作的主要原因。

3、梯瓦联手IBM Watson,利用大数据研究药物新用途以及慢病管理新可能性

2016年10月,全球制药公司梯瓦(Teva)与IBM联合开展了为期三年的研究合作,未来将与Watson健康云集成。该项目建立在两家公司之间的现有联盟之上,将侧重于医疗保健的两个关键领域:开发系统方法以便发现现有药物的新用途,以及改善慢性病的管理。

此次在慢性病管理方面的联合,来自之前梯瓦与IBM Watson健康云合作成立的基础生命科学合作伙伴联盟。使用Teva的治疗技术和Watson的认知计算,公司正在努力帮助医生,患者和付款人更好地管理慢性疾病,如哮喘,以及更好跟踪后期治疗效果。

医疗

IBM携手东华软件,打通“医疗”抢占医养市场

10月9日,东华软件发布公告,与IBM签署《软件许可和联合开发协议》,双方将建立联合团队,共同开展针对医学的医学数据分析与转化方面的联合开发。

利用IBM将向东华软件授予其近年来在医疗研究方面的技术成果与知识产权,以及东华软件在数字化医疗应用系统的强大开发能力,IBM和东华软件展开为期三年的有关医疗新技术的联合研发,共同打造一个医疗科研分析平台。

IBM授予东华软件的技术成果主要包括三个方面,医疗科研分析平台,帮助医学专家和数据分析专家顺利完成基于大数据的医学数据处理和面向医疗的临床科研;疾病风险预测模型的流程与方法,提供机器学习等高级算法,开发基于大数据的相关疾病风险预测模型;患者分群流程方法,基于个体患者间的临床相似性,将患者划分为不同的子群,作为个体化治疗的基础。

健康应用

1、与安德玛(Under Armour)合作使用沃森的认知计算技术提供数据支持健康检测

2016年1月6日在上CES展会上IBM和安德玛(Under Armour)宣布了一项战略合作关系,二者将使用沃森的认知计算技术来创造并提供数据支持健康检测。安德玛的UA Record和认知教练系统结合将成为运动员的私人健康顾问、健身教练和助手。

有了沃森的数据支持,UA Record可以获取并综合各种影响健康的因素,其中包括个人数据、生理学数据、行为数据和环境因素。此外,沃森强大的技术还可以为用户提供与其年龄相仿的人群的各项数据以供参考。通过为运动员提供这些循证数据,UA Record可以指导他们的睡眠、健康、活动和营养。

2、IBM将沃森人工智能带入苹果手表睡眠健康应用

2016年3月,IBM宣布为iPhone和Apple推出一款应用程序SleepHealth,旨在收集关于睡眠习惯和整体健康之间的关系数据。和其它睡眠追踪程序追踪用户夜间醒来次数不同,这款应用程序是建立在IBM沃森健康云上,这是IBM与苹果和强生公司合作开发,并连接苹果的开源框架ResearchKit。

SleepHealth实际上是IBM与美国睡眠呼吸暂停协会进行的研究一部分。它的目的是利用iPhone和Apple Watch当中许多先进的传感器来分析睡眠质量如何影响在白天活动,警觉性,生产率,一般健康状况,和医疗情况等生活数据。

该应用程序在设计时,专门为Apple Watch提供了几个功能。IBM表示,它使用了Apple Watch心脏监测仪来检测用户睡眠时候的心跳,也使用运动传感器,如加速计和陀螺仪来收集移动数据,如在夜间睡眠时候,用户变换位置信息。

机器人

IBM联合莱斯大学展示基于Watson驱动的看护机器人

IBM研究中心于12月8日展示了他们和莱斯大学联合研制的IBM多用途老年护理机器人。这个机器人的名字叫做IBM MERA,她拥有IBM Watson驱动的应用,主要用途是用于帮助老年人和他们的护理者。

IBM MERA原型的设计,是由莱斯大学的电气和计算机工程学院、心理学院的老师和学生一起参与的。它主要有三个功能,帮助研究创新的方法来测量一个人的生命体征,如心率、心率变异性和呼吸速率;回答基本的健康相关问题;通过读取一个加速度计的数据来判断老人是否跌倒了。

IBM研究院还计划与在意大利的第三方医疗服务提供商Sole Cooperativa进行合作,在高级住宅中配备传感器,监控居民的日常活动。搜集居民的日常活动数据

体外检测

IBM携外泌体强势进军液体活检

2016年8月IBM开始进军液体活检,打算建立一个基于芯片的技术,能够在纳米尺度上分离并检测颗粒,期待让临床医生更早检测到肿瘤。

该芯片是IBM进军液体活检的步,其中外泌体可能是值得关注的部分。外泌体是一种直径在nm的盘状囊泡,和细胞信号传导、废物处理和其他功能有密切联系。其内包裹着DNA、RNA、细胞表面蛋白等分子,可以反应出细胞的健康状态。

这项技术可以早期检测肿瘤,也能实时检测药物治疗效果加速新药研发,是IBM进入快速发展的液体活检市场的杀手锏。液体活检可谓是一个万亿美元级别的市场,近年来大量公司都开始涉足这个领域,包括测序公司巨头Illumina。

医疗影像

IBM宣布开展IBM Watson Health医学影像协作计划

这是一项全球动议,共由超过15家的卫生机构、学院医疗中心、影像诊断供应商和医学影像技术公司组成,旨在将认知影像技术应用到医疗机构的日常工作中,帮助医生诊断乳腺癌、肺癌及其他癌症,以及糖尿病、眼疾、脑疾、心脏病及其相关病症,如中风。

协作计划的成员使用IBM Watson从以前“看不见的”非结构化影像数据中提取洞察,并将其与其他来源的大量数据结合起来,从而帮助医生针对具体病患做出个性化治疗决策,同时创建知识库来造福更多病患。此类信息中可能包括IBM Watson从电子病历、放射影像报告和病理报告、化验结果、医生病程记录、医学文献、临床医护指南及公开的结论性报告中提取的数据。

医疗服务

借助西门子全球络,向价值型医疗服务过渡

目前西门子的医疗设备和临床检测技术在医疗机构里的应用,占据了约70%医院医疗服务“关键决策”过程,直接影响到医疗和大健康领域的发展趋势,以及新一代西门子医疗设备的研发和市场应用。

任何一家大型或稍微现代化一点儿的医院,约有70%的医疗服务和临床检测技术是仰仗着西门子的医疗设备和技术支持。这些已经很先进的医疗设备和决策方案,未来将依靠IBM Watson超级计算机的智能决策完成从量变到质变的迭代更新。例如,西门子医疗供应商可以访问IBM Watson Care Manager,一个来自IBM的新解决方案,该方案整合了不同类型的临床数据,并应用认知分析来为护士及相关护理管理人员提供解决方案,以便他们可以密切监测慢性病患者。

根据“五年全球战略发展计划”,西门子医疗将利用自身的全球医疗器械销售络和渠道,向供应商推出技术驱动型创新和提供咨询服务,以支持他们向做价值型的医疗服务过渡。

大数据搜集

IBM拟斥资26亿美元收购医疗数据公司Truven

2016年2月,IBM宣布计划以26亿美元的价格收购医疗保健数据和分析提供商 Truven Health Analytics。

值得注意的是,此次收购将是IBM在过去两年内收购的第四家健康数据相关企业。同时,这也使得IBM在医疗健康方面的投入超过40亿美元。

IBM Watson Health的总经理Deborah DiSanzo表示,“在医疗保健行业中,大多数数据都分布在不同的数据库中。IBM的策略是将这些数据归拢到一起,并使其变得大众化,这样一来不管是IBM还是我们的合作伙伴生态系统就都能以此为基础来开发出医疗保健解决方案了。”

根据资料显示,Truven是一家封闭型持股公司,主要业务是面向8500余名医疗保健客户提供基于云的数据管理和分析服务,其中包括医院、保险公司和政府机构等。

具体疾病应用

1、IBM联手苹果为博士伦开发白内障手术APP

2016年,5月,IBM将会利用和苹果公司的企业合作伙伴关系,为全球性的眼睛保健公司博士伦的白内障医生开发一个临床计算APP。在初期,APP将致力于整合所有的计算数据,患者数据和之前的手术记录,从而让手术医生的工作更高效。这个APP在设计的时候就考虑到了将来要和IBM的认知计算能力相结合。

2、IBM Watson参与渐冻症研究

2016年2月,渐冻症的全称为肌萎缩性脊髓侧索硬化症,英文缩写是ALS。渐冻症是一种会致命的神经系统疾病,患者会出现肌肉乏力、抽搐、颤抖、退化和萎缩等情况,严重的会更发生吞咽困难、咳嗽和呼吸功能衰退,丧失活动及自理能力。现在只有一种经FDA批准的药物,显示出较小疗效。大家对渐冻症的了解,可能很多都来自于两年前掀起一波热潮的冰桶挑战。冰桶挑战的参与者要将一桶冰水从自己头上倒下,将过程拍成影片上传至社交络,以及捐款协助ALS的研究。

IBM Watson在渐冻症方面的研究也取得了非常突出的成果了。Watson通过和美国亚利桑那州的Barrow神经学研究所合作,已经发现了五个和ALS相关的基因。这是IBM Watson首次应用在神经科学中,并建议Watson可以应用于其他神经系统疾病的研究中。

美国五大科技巨头成立AI合作组织

美国时间9月28日下午,Google,Facebook,Amazon,IBM,以及Microsoft正式宣布成立一个新的AI组织——AI合作组织(Partnership on AI),目标是为保障AI在未来能够安全、透明、合理地发展。

该组织的全名为保障AI利于人类社会组织(Partnership on Artificial Intelligence to Benefit People and Society),简称为AI合作组织(Partnership on AI)。组织的成立旨在重点研究、解决AI给人类社会带来的各种挑战,并探索人类能如何有效的利用高速发展的科技。

此次合作会更好地推进AI领域的研究,并为AI领域的其它参与者提供可参考的信息,帮助他们更好地研发自己的系统。

认知计算将会成为未来IBM的成长引擎

从IBM公布的财报上来看,IBM第四季度营收为217.70亿美元,低于去年同期的220.59亿美元;净利润为45.01亿美元,比去年同期的44.63亿美元增长1%;来自于持续运营业务的运营利润为47.76亿美元,比去年同期的47.07亿美元增长1%。

其中,认知解决方案部门(包括解决方案软件和交易处理软件业务)第四季度营收为52.97亿美元,比去年同期的52.25亿美元增长1.4%,不计入汇率变动的影响为同比增长2.2%;毛利润率为82.7%,低于去年同期的85.7%。

自2012年罗睿兰接手IBM开始,IBM公司发展方向与业务架构就一直在进行根本性调整。传统硬件与系统软件业务地位不断退后,而云计算、络安全、数据分析与人工智能成为了公司现金流的核心投放领域。IBM大中华区董事长陈黎明曾表示,“IBM正在转型为一家认知计算和云平台的公司。毫无疑问,认知计算将会成为未来IBM的成长引擎。”

当有些人工智能公司还在为数据搜集和算法研究日夜奋战的时候,沃森作为一种基础技术工具,已经开始了它的医疗布局和应用,尤其在肿瘤领域已经在全球部分大医院开始落地使用,服务用户,虽然IBM在这两年的改革过程中,财务报表有些暗淡,但是随着AI技术的逐渐成熟,布局的展开,IBM很快就可以达到收获的季节。

另外,既然技术逐渐成熟,我想沃森不仅仅满足于涉及糖尿病等慢病、大健康、医疗影像、体外检测、医疗、机器人、疾病研究治疗这几个领域,2017年,沃森的触角还会伸到医疗的其他行业,为整个医疗行业服务。

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