人工智能背景下,中醫(yī)與人工智能技術(shù)的融合現(xiàn)狀及前景展望
一、引言
人工智能(Artificial Intelligence, AI)技術(shù)的迅猛發(fā)展,正深刻影響著各行各業(yè),包括歷史悠久且獨(dú)具特色的中醫(yī)藥領(lǐng)域。AI與中醫(yī)在思維模式上的某些共通之處,預(yù)示著兩者結(jié)合的巨大潛力。本文旨在全面探討AI技術(shù)在中醫(yī)藥研究中的應(yīng)用,特別是在不同應(yīng)用場(chǎng)景下兩者的深度融合,旨在為未來的探索提供參考,加速AI在中醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的普及與實(shí)踐。
二、中醫(yī)與AI技術(shù)的共通性
中醫(yī)是一門歷史悠久、文化底蘊(yùn)深厚的醫(yī)學(xué)體系,它在古代樸素唯物論和自然辯證法的指導(dǎo)下,通過長(zhǎng)期實(shí)踐逐步發(fā)展成熟。中醫(yī)藥在維護(hù)人類健康方面具有巨大的潛力和價(jià)值。為了更有效地傳承和發(fā)展中醫(yī)藥的優(yōu)勢(shì),結(jié)合現(xiàn)代高科技手段解決發(fā)展中的難題,AI技術(shù)成為了一個(gè)不可忽視的新領(lǐng)域。AI是一門綜合性科學(xué),融合了系統(tǒng)論、控制論、信息論、心理學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、數(shù)理邏輯等多個(gè)學(xué)科,具有全面性的特點(diǎn)?!饵S帝內(nèi)經(jīng)》中提到的“內(nèi)外相應(yīng)”的中醫(yī)整體觀與AI大數(shù)據(jù)的全樣本理念非常相似,都強(qiáng)調(diào)以整體為中心,注重開放性、動(dòng)態(tài)性、經(jīng)驗(yàn)性和預(yù)測(cè)性。中醫(yī)強(qiáng)調(diào)個(gè)體差異的辨證施治,AI則能通過互聯(lián)網(wǎng)整合多種信息和系統(tǒng),形成開放、無限的動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù),將復(fù)雜信息智能化、個(gè)性化,與中醫(yī)的辨證施治理念相契合。
三、人工智能在中醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1 “治未病”與人工智能
“治未病”是中醫(yī)理論中的一個(gè)重要概念,起源于西周時(shí)期,并在《黃帝內(nèi)經(jīng)》中得到發(fā)展。《素問·四氣調(diào)神大論》中提到:“圣人不治已病治未病,不治已亂治未亂?!边@一理念強(qiáng)調(diào)預(yù)防為主,包括“未病先防”、“欲病救萌”、“既病防變”和“瘥后防復(fù)”等內(nèi)容,凝聚了古代養(yǎng)生和健康實(shí)踐的智慧。
利用AI技術(shù)進(jìn)行健康狀態(tài)的檢測(cè)、干預(yù)和評(píng)估,是“治未病”理念在現(xiàn)代發(fā)展中的重要體現(xiàn)?;谌梭w健康數(shù)據(jù)的采集,AI技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)“治未病”理念的廣泛實(shí)施。研究表明,通過AI獲取和分析人體狀態(tài)信息,建立關(guān)鍵技術(shù)模型,可以深入探索“治未病”的AI健康管理模式,構(gòu)建智能化的中醫(yī)健康管理系統(tǒng),全面把握人體健康狀態(tài)的共性和個(gè)性。也有研究提出以“體質(zhì)辨識(shí)”為導(dǎo)向,以“證素辨證”為核心,基于宏觀、中觀和微觀三個(gè)層面,運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘和信息處理技術(shù),實(shí)現(xiàn)“健康狀態(tài)”的識(shí)別,這仍然是AI在“治未病”領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。
隨著AI技術(shù)、算法和模型的不斷進(jìn)步,治未病的智能化進(jìn)程不斷取得突破。未來,AI技術(shù)有望通過介入基因檢測(cè)預(yù)防疾病,解決現(xiàn)代醫(yī)學(xué)難以攻克的問題,為中醫(yī)治未病領(lǐng)域帶來更多的可能性。
3.2 AI在中醫(yī)臨床辨證中的應(yīng)用
“證”是中醫(yī)特有的診斷概念,辨證是指通過望、聞、問、切四種方法,對(duì)患者的癥狀和體征進(jìn)行綜合分析,以確定病因、病性、病位和邪正關(guān)系等關(guān)鍵信息。傳統(tǒng)辨證方法受到醫(yī)生主觀判斷和患者個(gè)體差異的影響,導(dǎo)致中醫(yī)辨證存在一定的不確定性和模糊性。然而,AI算法的發(fā)展使得對(duì)中醫(yī)臨床大數(shù)據(jù)的分析成為可能,通過模擬“望聞問切”的傳統(tǒng)方法,AI技術(shù)能夠提取和轉(zhuǎn)換隱性知識(shí),有助于總結(jié)臨床經(jīng)驗(yàn),形成標(biāo)準(zhǔn)化的中醫(yī)診療規(guī)范。
《素問·陰陽(yáng)應(yīng)象大論》中提到:“善診者,察色按脈,先別陰陽(yáng),審清濁而知部分,視喘息聽聲音而知所苦。”望聞問切不僅是中醫(yī)辨證論治的基礎(chǔ),也是中醫(yī)診療的核心。AI技術(shù)的輔助使得四診的客觀化技術(shù)不斷進(jìn)步。在望診方面,有研究利用面部成像系統(tǒng)收集冠心病患者的面部圖像,通過分析額、鼻、頰、口唇部顏色的差異,為冠心病的辨證診斷提供了客觀指標(biāo)。舌象作為望診的重要部分,與胃部疾病緊密相關(guān),AI開放平臺(tái)通過對(duì)慢性胃炎患者舌象的分析,自動(dòng)提取特征,發(fā)現(xiàn)舌象及舌苔菌群結(jié)構(gòu)在不同證型間存在差異,為望診研究提供了數(shù)字化參考。
中醫(yī)聞診包括聽患者的語(yǔ)音、咳嗽、喘息聲以及聞口氣和體味。不同病證患者的語(yǔ)音信號(hào)特征存在差異,AI技術(shù)通過采集和分析這些信號(hào),結(jié)合小波包變換和香農(nóng)熵值,為肺系疾病的中醫(yī)辨證提供了客觀數(shù)據(jù)。病理性氣味的產(chǎn)生與邪氣侵?jǐn)_、氣血失衡、臟腑失調(diào)有關(guān),AI技術(shù)通過預(yù)測(cè)分子氣味,為中醫(yī)辨證提供了新的可能。
問診是中醫(yī)診斷的重要環(huán)節(jié),但受主客體雙方影響,具有主觀性。AI通過自然語(yǔ)言處理(NLP)技術(shù),將患者的聲音數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為機(jī)器可理解的語(yǔ)言,提取情感色彩的詞匯,進(jìn)行全面評(píng)估,幫助醫(yī)生更好地與患者溝通,獲取更多辨證參數(shù)。
切診,即醫(yī)生對(duì)患者特定部位的觸診,主要指脈診。AI技術(shù)通過研發(fā)特殊觸力傳感器組件,全面、客觀地獲取脈搏生理信號(hào),實(shí)現(xiàn)三部九候脈象的同步采集,并分析脈象幅度和寬度信號(hào),使得通過脈象進(jìn)行精準(zhǔn)辨證成為可能。
3.3 AI在中醫(yī)輔助治療中的應(yīng)用
AI技術(shù)在中醫(yī)治療領(lǐng)域的應(yīng)用旨在提升臨床療效。例如,徐天成等開發(fā)的智能針灸機(jī)器人能夠自動(dòng)選擇穴位,并根據(jù)患者病情制定個(gè)性化的針灸方案,通過AI算法構(gòu)建的腧穴-主治網(wǎng)絡(luò)和穴-癥的小世界網(wǎng)絡(luò),為智能配穴提供了新的方法。陳日新基于《黃帝內(nèi)經(jīng)》中的腧穴敏化理論,創(chuàng)立了“熱敏灸”,并結(jié)合智能協(xié)同系統(tǒng)的熱敏灸機(jī)器人,通過深度學(xué)習(xí)提升了熱敏灸技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化,縮短了中醫(yī)醫(yī)師培訓(xùn)周期,有效解決了醫(yī)院人手不足和灸療標(biāo)準(zhǔn)化的問題。此外,AI技術(shù)與材料技術(shù)、生物技術(shù)相結(jié)合,特別是在納米技術(shù)領(lǐng)域,為中藥的劑型改革提供了新方向,解決了傳統(tǒng)中藥有效成分難溶和生物利用度低的問題。
3.4 中醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘的重要性
中醫(yī)藥歷經(jīng)數(shù)千年的發(fā)展,積累了豐富的數(shù)據(jù)資源。AI技術(shù)的應(yīng)用可以快速揭示數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系,挖掘出人類難以發(fā)現(xiàn)的規(guī)律,推動(dòng)中醫(yī)藥行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
中醫(yī)古籍在中醫(yī)藥的傳承與創(chuàng)新中占據(jù)重要地位。AI技術(shù)通過數(shù)字化處理,使得中醫(yī)藥智慧數(shù)字圖書館、中國(guó)基本古籍庫(kù)等資源庫(kù)得以建立,實(shí)現(xiàn)了資源共享,提高了古籍檢索的精確性和便捷性。AI開發(fā)的深度學(xué)習(xí)軟件對(duì)古籍中的知識(shí)進(jìn)行識(shí)別、提取、分析、關(guān)聯(lián)和重組,為中醫(yī)古籍?dāng)?shù)字化研究奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
電子病歷信息為醫(yī)療保健提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和證據(jù)支持,但由于其復(fù)雜性,難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化和系統(tǒng)化。AI技術(shù)的發(fā)展為解決這一問題提供了新思路。通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)中醫(yī)電子病歷數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以總結(jié)疾病共有特征,優(yōu)化治療方案。古今醫(yī)案云平臺(tái)和中醫(yī)傳承計(jì)算平臺(tái)等工具,利用AI、深度學(xué)習(xí)算法、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù),對(duì)海量醫(yī)案及方劑進(jìn)行檢索和分析,挖掘方劑配伍規(guī)律和名醫(yī)用藥經(jīng)驗(yàn),繼承和發(fā)揚(yáng)中醫(yī)的理論和實(shí)踐技巧。
在大數(shù)據(jù)時(shí)代,基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和挖掘算法構(gòu)建的大數(shù)據(jù)模型在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,尤其在臨床診斷、治療和健康科學(xué)領(lǐng)域。這些模型不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分析中特征提取、模型設(shè)計(jì)和參數(shù)調(diào)優(yōu)的自動(dòng)化,還節(jié)省了人工調(diào)整的時(shí)間,提高了模型和數(shù)據(jù)的利用效率。
3.5 智能化中醫(yī)教育
AI技術(shù)的引入為中醫(yī)藥教育領(lǐng)域帶來了革命性的變化。通過數(shù)字孿生技術(shù),可以創(chuàng)建虛擬仿真系統(tǒng)和元宇宙等平臺(tái),模擬名醫(yī)醫(yī)案的三維場(chǎng)景,構(gòu)建3D經(jīng)脈與穴位模型,以及重現(xiàn)古代藥物炮制加工的場(chǎng)景。學(xué)生通過人機(jī)交互技術(shù),能夠親身體驗(yàn)患者的病史、癥狀、舌象和脈象等,參與名醫(yī)典型病例的診療過程。這種互動(dòng)式學(xué)習(xí)方式有助于學(xué)生深入理解中醫(yī)的望聞問切、理法方藥以及針刺、艾灸、正骨等傳統(tǒng)技藝,直觀感受中醫(yī)學(xué)的基本原理,促進(jìn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。AI技術(shù)的應(yīng)用使得建立中醫(yī)技能型人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)高素質(zhì)的中醫(yī)技能型人才成為可能。
四、中醫(yī)智能化面臨的挑戰(zhàn)
4.1 中醫(yī)藥信息標(biāo)準(zhǔn)化的缺失
AI技術(shù)為中醫(yī)藥的現(xiàn)代化提供了科技支持,但缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)阻礙了統(tǒng)一規(guī)范化數(shù)據(jù)庫(kù)的建立,導(dǎo)致不同系統(tǒng)間難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合和共享。中醫(yī)的證候與癥狀體征之間關(guān)系復(fù)雜,臨床數(shù)據(jù)具有復(fù)雜性、多維性和模糊性,這使得AI技術(shù)在臨床應(yīng)用中面臨挑戰(zhàn)。因此,構(gòu)建以互動(dòng)聯(lián)通為核心的中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)共享平臺(tái),保障中醫(yī)診療的個(gè)性化,是實(shí)現(xiàn)中醫(yī)藥智能化的關(guān)鍵步驟。
4.2 學(xué)科交叉復(fù)合型人才的短缺
中醫(yī)學(xué)深植于傳統(tǒng)文化,而中醫(yī)藥領(lǐng)域的AI研究起步較晚,學(xué)科間的學(xué)術(shù)交流尚未充分展開?,F(xiàn)有的AI技術(shù)對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)思維模式的理解尚不深入,存在技術(shù)難題尚未攻克。目前,缺乏能夠融合中醫(yī)專業(yè)與AI技術(shù)的研究平臺(tái),同時(shí)具備中醫(yī)藥與AI背景的交叉型專業(yè)人才稀缺,導(dǎo)致AI技術(shù)難以完全融入中醫(yī)智能化,醫(yī)學(xué)與技術(shù)原理的解釋存在困難。
4.3 法律法規(guī)的不完善
中醫(yī)藥大數(shù)據(jù)包含從臨床診療過程中提取的患者敏感信息。在數(shù)據(jù)保護(hù)體系尚不完善的情況下,如何在數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理和共享等過程中有效結(jié)合信息采集與隱私保護(hù),明確各環(huán)節(jié)職責(zé),是中醫(yī)藥智能化、現(xiàn)代化亟待解決的問題。從倫理學(xué)角度出發(fā),AI尚未具備自主意識(shí),不能簡(jiǎn)單地用人類的道德準(zhǔn)則來約束。因此,需要盡快制定相關(guān)政策,加強(qiáng)隱私保護(hù)監(jiān)管,嚴(yán)格控制AI的適用范圍,確保AI技術(shù)的倫理道德和保護(hù)人的合法權(quán)益。
五、結(jié)語(yǔ)
以“AI+中醫(yī)藥”為核心的新型診療模式正引領(lǐng)中醫(yī)藥行業(yè)向智能化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型。這種模式不僅揭示了中醫(yī)的客觀規(guī)律和中醫(yī)藥療效的深刻內(nèi)涵,而且推動(dòng)了中醫(yī)藥理論與臨床實(shí)踐的進(jìn)步,有效解決了中醫(yī)藥發(fā)展中的諸多現(xiàn)實(shí)問題,符合時(shí)代發(fā)展的要求。盡管中醫(yī)藥的智能化已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,但要實(shí)現(xiàn)其全面推廣應(yīng)用,仍面臨著漫長(zhǎng)的道路。展望未來,中醫(yī)藥人工智能技術(shù)的發(fā)展預(yù)計(jì)將經(jīng)歷三個(gè)主要階段。
首先,中醫(yī)智能輔助系統(tǒng)的建立將使現(xiàn)有的中醫(yī)診療記錄數(shù)字化,并構(gòu)建一個(gè)多元融合的中醫(yī)大數(shù)據(jù)平臺(tái),以及一個(gè)能夠體現(xiàn)中醫(yī)特色的臨床輔助決策系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中,中醫(yī)師可以采集四診信息、進(jìn)行辨證論治,并快速獲取臨床治療意見,智能檢索中醫(yī)診療方案,從而提高診療效率,減輕中醫(yī)師的學(xué)習(xí)與判斷負(fù)擔(dān)。
其次,隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的擴(kuò)大和智能化程度的提高,尤其是在可穿戴設(shè)備等智能傳感技術(shù)的推動(dòng)下,中醫(yī)智能輔助系統(tǒng)將逐步發(fā)展成為具有自主診斷能力的中醫(yī)智能機(jī)器人。這些機(jī)器人將掌握各類智能算法,利用強(qiáng)大的計(jì)算能力,快速進(jìn)行疾病搜索、對(duì)比和分析,提供最合理和有效的治療方法。
最后,智慧“云”中醫(yī)的實(shí)現(xiàn)將使中醫(yī)藥數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端,實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的數(shù)據(jù)訪問和獲取。人們可以通過智能終端設(shè)備,如可穿戴設(shè)備和手機(jī),將個(gè)人健康數(shù)據(jù)傳輸至云平臺(tái)。云端的“智慧中醫(yī)”將根據(jù)用戶需求,提供健康信息、疾病診斷和治療建議,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的健康管理。這三個(gè)階段的發(fā)展將共同推動(dòng)中醫(yī)藥智能化的深入,為中醫(yī)藥的現(xiàn)代化發(fā)展開辟新的道路。
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