人工智能会取代我们吗？
第209期
讲课内容来源：2023年ASE会议
讲者：Steven J. Lester
讲者来自：梅奥医学中心
本期翻译：韩建成医生
我们今天在这里听到的内容是非常令人兴奋和鼓舞人心的。因为在这个时代真正具有颠覆性的事情正在发生，这就是人工智能。人工智能在重塑现代生活方面取得了显著的进步，正在改变工业化进程。而且人工智能将影响几乎所有医疗保健领域，包括目前心脏超声医生所做的一切。虽然我们不想听到人工智能将取代我们，但是这正在发生，尤其是对于那些需要更高水平的工作。
未来，机器-大脑接口将出现在医学影像学、病理学、皮肤病学以及放射学等领域。目前，我们正处于人工智能推动的技术创新之中，这是革命性的，新兴的技术创新将颠覆我们心脏超声医生所做的一切。
所以我们必须思考：人类的能力是什么？
首先是人体能力。早在19世纪末，人们便对自动化技术可能会导致的大规模失业感到恐慌，虽然最终大规模失业并没有发生。当然由于自动化技术的发展，一些工作消失了，被更高级、需要判断能力（如学习、推理及沟通交流等）的工作取而代之。
随后我们进入下一个阶段，即人类具有认知能力。
我们的大脑是如何工作的？我们如何做出决定？什么是人类的直觉？这是神圣的、独特的人类特征吗？或者是因为数十亿的神经元连接在一起，寻找、评估然后计算出概率。
当进行一个复杂超声心动图检查时，有经验的医生看到图像即可识别疾病特征并评估最有可能的特定疾病的概率，做出自己的判断。因此我认为，模式识别和概率估计是非常适合人工智能来参与的工作。
因此，心脏超声医生有两件基本的事情要做，一是获取图像，二是正确分析，然后将信息情境化，最后得出某种诊断。
我认为，采集图像的医生应是一个技术高超、受过高等教育并且心细的人。他们把探头放在患者胸前，进行旋转、滑动以及倾斜等操作，直到二维图像的某些指示标记出现，然后获得特定图像。
现如今，无论人们走到哪里，都可以使用导航APP去寻找世界上的任何地方，或是假如你发现你的孩子正在某个地方，随时跟踪孩子的轨迹。所以我们能否用超声做到这一点？为什么我们不能在患者胸部放置一个具有GPS坐标的探头，然后详细地告诉我们，下一步我们能做什么？
我们甚至可以选择没有心脏超声工作经验的人，因为机器会告诉他们该怎么做。上图是一个没有超声工作经验的人获取的胸骨旁切面，图像质量很好。
我们正在使图像采集过程完全普适化，不再需要操作者具有一些特定技能。
但接下来的问题是，我们一定需要用人类手臂或机械臂把探头放在患者胸部吗？或许我们可以放一个贴片来获取我们需要的所有信息，然后为我们提供超声心动图图像。
上图所示为超声贴片的组成部分，来自韦恩·赫斯博士在《自然与科学》杂志上发表的文章。
他认为，将贴片贴于胸前就可以提取出我们想要的信息。现在这项技术可以在心脏、肺、肌肉或颈动脉上进行。
上图显示了一个病人的四腔心切面。患者可以坐着，也可以跑步。如果我们想要得到一系列图像，就不得不在每个地方贴上这个贴片。实际上我们要如何做到这一点？
另外一个需要我们注意的问题是，我们生活在三维空间里，因此我们能否获取一个无定形的信息块，一个3D数据库，然后我们可以对数据库进行切割。为了提供有用的信息，我们得到了一个无定形的信息块，可以得到所有用于观察的有用图像。所以这个贴片理论上可以用来提取信息，然后我们可以移动它，以我们想要的任何形式将数据进行结构化。
这是三种无定形的信息块。这些三维数据有经心尖的图像，也有胸骨旁的图像，然后从三维的角度进行解构，用于观察心尖或胸骨旁长轴的标准二维图像。
左图是超声医生采集的标准图像。右图为3D衍生图像，来自3D容积数据解构的2D图像，值得注意的是，它们在定性上基本相同，但在定量上更优越。与超声医师获得的图像相比，三维重建图像与MRI获得的左室容积和射血分数的相关性更好。
当涉及到图像采集等工作时，机器获胜是毋庸置疑的。而应更深入的讨论是人类的认知能力。我们能分析这些信息并将这些数据转化为有用的形式，在思维机器的世界里，人类仍然很特别吗？
所以我们学习了一些关于图像自动分析的知识。
我们使用的是2D图像，当然我们也可以把无定形的信息放在这里。正如我们所知，我们可以用一些二维数据来训练机器，然后它就可以获取左室、左房、右房和右室的体积测量值，我们在自动量化中能做到这一点。
真正令人兴奋的是云的概念。云只是一个相互连接并作为一个整体运行的全球服务器网络。如果你有任何支持互联网的设备，作为一个生态系统，我们任何人都可以访问它。
我们现在都在做什么？获取图像，然后在自己的诊室单独去做各种测量，并做出诊断。或许我们可以绕过这些，将图像发送到云中的核心实验室，它可以评估图像的质量，对数据进行非结构化处理，然后以独特的方式为我们分析数据。
我们有一个相当大的AI和计算机生物学核心实验室，这里展示了实验室部分研究成果。我们在一些研究方面投入了很多，但只能区分心肌淀粉样变性、肥厚型心肌病和高血压。我们正在做的是获取超声图像然后做出判断，还需要继续进行额外的测试。
关于可更新性和连通性，如果我们有机器-大脑接口，就能知道如何使用某个系统或某个算法，或者进行一个独特的测量。一个已经验证和可信任的新算法可能需要几十年的时间才能传播到世界各地。但凭借互联网的连接和更新能力，我们可以在几秒钟内将其推送到机器-大脑接口。这为医疗保健提供了真正的公平，允许世界任何地方统一获得高质量的医疗。
所以，尽管很可怕，但我认为没有太多的争议，当涉及到认知状态、图像分析以及将数据情境化以进行诊断时，人工智能会胜过人类。
未来的工作流程可能会是这样的：任何人都可以在胸部贴上贴片，然后通过床旁即时超声获得图像，图像直接被传输进入安全的云端进行分析，然后结果推回给提供者，并创建线性医疗自动化协议，这些协议适用于人类消费者，而不是医疗提供者。这将是基于订阅的云分析的未来。
因此，随着人工智能颠覆所有的行业，它将以无形的方式颠覆和改变我们的生活。至于超声图像将如何获取或远程聚焦，未来无疑是基于云的分析，其用于诊断、预防和治疗的分析能力将融入集体医疗意识。
本期图文仅供参考学习
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指导教师：何怡华教授
图文编辑：杨旭医生 / 王子云 / 贾睿涵
