前言
生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence,以下簡(jiǎn)稱(chēng)GAI)作為人工智能領(lǐng)域的重要分支,正逐漸引起廣泛關(guān)注。GAI以其獨(dú)特的生成能力和創(chuàng)造性,也正在改變醫(yī)療和醫(yī)藥行業(yè)的面貌,為其帶來(lái)了巨大的變革和潛在收益。
在健康咨詢(xún)方面,GAI可以為患者提供個(gè)性化的治療建議和管理方案;在醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)科研過(guò)程中,GAI驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用可以自動(dòng)生成文獻(xiàn)摘要和總結(jié),極大地提高了醫(yī)學(xué)研究和臨床實(shí)踐的效率;在藥物研發(fā)和臨床試驗(yàn)中,GAI的應(yīng)用也顯示出巨大的潛力,能夠輔助藥物的篩選和設(shè)計(jì),加速研發(fā)過(guò)程并提高成功率。
盡管生成式人工智能在醫(yī)療和醫(yī)藥領(lǐng)域中帶來(lái)了許多優(yōu)勢(shì),但也面臨著一些挑戰(zhàn)。其中包括數(shù)據(jù)安全和隱私問(wèn)題、技術(shù)可信度和解釋性問(wèn)題,以及道德和倫理問(wèn)題。解決這些挑戰(zhàn)將是促進(jìn)生成式人工智能在醫(yī)療和醫(yī)藥行業(yè)中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。
一、生成式人工智能概述
隨著ChatGPT、MidJourney 等重磅產(chǎn)品的發(fā)布,生成式人工智能受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。生成式人工智能成為當(dāng)前人工智能領(lǐng)域的一大趨勢(shì)和熱點(diǎn);該技術(shù)利用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型、深度學(xué)習(xí)模型,從訓(xùn)練數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,并根據(jù)所學(xué)知識(shí)生成新的文本、圖像、視頻或音頻內(nèi)容。與傳統(tǒng)的人工智能任務(wù)不同,GAI不僅可以分析數(shù)據(jù),還可以主動(dòng)創(chuàng)建新內(nèi)容,在自然語(yǔ)言、圖像、視頻、音樂(lè)創(chuàng)作等領(lǐng)域都展示了強(qiáng)大的創(chuàng)作能力。
圖1 生成式人工智能發(fā)展歷程
伴隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,以BERT、LaMDA、ChatGPT為代表的大模型快速迭代優(yōu)化,全球生成式AI產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了發(fā)展熱潮,相關(guān)場(chǎng)景應(yīng)用不斷豐富。生成式人工智能憑借其強(qiáng)大的任務(wù)遷移能力和生成能力,正在推動(dòng)營(yíng)銷(xiāo)、電商、金融、游戲文娛等多個(gè)行業(yè)的進(jìn)步和變革。但生成式人工智能的強(qiáng)大能力,高度依賴(lài)于其背后的AI大模型。
圖2 生成式人工智能的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景
當(dāng)前,國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的生成式人工智能產(chǎn)品和服務(wù)呈現(xiàn)出“一超多強(qiáng)”的倒金字塔格局:一方面,OpenAI、Google、Meta、百度等擁有強(qiáng)大算力、先進(jìn)算法的大型科技公司率先開(kāi)發(fā)了基礎(chǔ)層通用大模型,并以Model as a Service(MaaS)的形式進(jìn)行收費(fèi);另一方面,中小型開(kāi)發(fā)者通過(guò)調(diào)用基礎(chǔ)層大模型的API,能夠以較低的訓(xùn)練成本、較小的算力基礎(chǔ)設(shè)施,開(kāi)發(fā)出多樣化、個(gè)性化、場(chǎng)景化的引用,滿足消費(fèi)級(jí)別的個(gè)性化需求。然而考慮到算力設(shè)施成本、數(shù)據(jù)隱私與安全問(wèn)題,希望使用生成式人工智能賦能行業(yè)的企業(yè)通常更有意愿采用在專(zhuān)有數(shù)據(jù)方面微調(diào)訓(xùn)練后的垂直領(lǐng)域中間層模型。
圖3 生成式人工智能賦能行業(yè)應(yīng)用:開(kāi)發(fā)中間層專(zhuān)用模型
二、生成式人工智能在醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用
大語(yǔ)言模型在醫(yī)療大健康領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著大語(yǔ)言模型的不斷涌現(xiàn),國(guó)內(nèi)外大模型玩家迅速入場(chǎng)醫(yī)療大健康領(lǐng)域,已經(jīng)在多個(gè)場(chǎng)景中開(kāi)發(fā)出了能夠輔助患者、醫(yī)護(hù)人員、藥械企業(yè)的應(yīng)用。
賦能患者教育和健康管理:基于通用大模型微調(diào)出的醫(yī)療領(lǐng)域?qū)I(yè)問(wèn)答大模型,能夠像醫(yī)學(xué)專(zhuān)家一樣為患者提供健康咨詢(xún)服務(wù);生成式AI根據(jù)用戶的健康基礎(chǔ)信息、生活習(xí)慣等數(shù)據(jù)生成的個(gè)性化健康管理方案,可以實(shí)現(xiàn)更智能化、個(gè)性化的健康管理。
輔助醫(yī)護(hù)診療與醫(yī)學(xué)科研:在輔助診療方面,生成式AI可以通過(guò)分析最新臨床試驗(yàn)論文、治療指南等資料,為特定疾病自動(dòng)生成病癥介紹、治療方案推薦,形成臨床指南草稿,快速聚合最新研究成果,生成指南知識(shí)框架;生成式AI可以自動(dòng)讀取相關(guān)領(lǐng)域醫(yī)學(xué)論文,深度理解文章的內(nèi)容與結(jié)構(gòu);對(duì)某一醫(yī)學(xué)問(wèn)題的文獻(xiàn)綜述分析,自動(dòng)篩選信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以生成研究進(jìn)展綜述,幫助醫(yī)生快速了解最新研究進(jìn)展。
助力藥械企業(yè)研發(fā)與業(yè)務(wù)發(fā)展:生成式人工智能在提升醫(yī)藥企業(yè)研發(fā)效率、優(yōu)化醫(yī)藥企業(yè)的藥品上市和商業(yè)化策略方面,也顯示出巨大應(yīng)用潛力。在前臨床階段,生成式AI可以輔助快速設(shè)計(jì)新藥分子,大幅縮短設(shè)計(jì)周期;在臨床階段,生成式AI可以分析大量文獻(xiàn),快速總結(jié)近年來(lái)藥物臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果,供研發(fā)團(tuán)隊(duì)參考制定方案。在上市后階段,生成式AI還可以輔助藥械企業(yè)的患者教育部門(mén)高效生成患者洞察報(bào)告與患者教育材料;在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中主動(dòng)收集數(shù)據(jù), 分析藥品反饋數(shù)據(jù),生成藥物不良反應(yīng)報(bào)告。
圖4 醫(yī)療領(lǐng)域行業(yè)大模型(截至2023.07)
圖5 大模型全方位助力藥企產(chǎn)品全生命周期
三、結(jié)論
生成式人工智能憑借強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和生成能力,在醫(yī)療健康領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用前景。從技術(shù)的視角看,生成式人工智能可以大規(guī)模自動(dòng)化完成知識(shí)型工作,提高行業(yè)工作效率;也能夠持續(xù)不斷工作,提供超越人類(lèi)的信息處理能力;并且可以深度學(xué)習(xí)患者數(shù)據(jù),支持個(gè)性化健康管理方案。然而,在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用生成式人工智能,仍需考慮數(shù)據(jù)隱私與合規(guī)、技術(shù)可靠性與可解釋性,以及醫(yī)療領(lǐng)域可能存在的倫理與道德問(wèn)題。
從產(chǎn)業(yè)落地的視角來(lái)看,生成式人工智能在生命健康行業(yè)的發(fā)展,有賴(lài)于開(kāi)源創(chuàng)新理念與行業(yè)專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)的結(jié)合。一方面,基礎(chǔ)模型開(kāi)源的理念將可降低研發(fā)門(mén)檻,促進(jìn)醫(yī)療AI專(zhuān)業(yè)大模型的產(chǎn)業(yè)化;另一方面,基于企業(yè)自身數(shù)據(jù)資產(chǎn)和私有部署的解決方案,可幫助企業(yè)快速建立醫(yī)療醫(yī)藥領(lǐng)域的垂直領(lǐng)域?qū)I(yè)模型。展望未來(lái),聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研力量,深化模型在藥物設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)醫(yī)療等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,將是醫(yī)療領(lǐng)域生成式AI可持續(xù)發(fā)展的必由之路。