在物聯(lián)網(wǎng),大數(shù)據(jù),人工智能等技術(shù)不斷創(chuàng)新與突破的時代背景下,檢驗醫(yī)學(xué)正在發(fā)生巨大的變革:將從自動化走向智能化,智能檢驗將成為檢驗醫(yī)學(xué)的重大目標之一。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將所有的檢驗設(shè)備聯(lián)網(wǎng),各類檢驗數(shù)據(jù)將匯聚成數(shù)據(jù)海洋。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)不斷挖掘檢驗大數(shù)據(jù)的價值和規(guī)律,從不同維度發(fā)現(xiàn)疾病和檢驗結(jié)果的相關(guān)性,帶來全新的醫(yī)學(xué)研究方法。人工智能算法及模型的建立,機器學(xué)習(xí)的深入應(yīng)用,經(jīng)過大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練,檢驗醫(yī)學(xué)將在疾病預(yù)防、篩查、診斷等方面更加精準實現(xiàn)真正的智能化。 ?????????????
1.檢驗醫(yī)學(xué)走向智能化的基本前提——在于深入應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物,與移動互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合應(yīng)用,突破了時間和空間的限制,將現(xiàn)實世界不同程度地數(shù)字化,信息化。如今,中心實驗室的檢驗設(shè)備絕大多數(shù)都已經(jīng)通過LIS系統(tǒng)接入網(wǎng)絡(luò)。隨著技術(shù)的發(fā)展,檢驗設(shè)備變得微型化,簡便化,比如POCT,因而可以走出中心實驗室,走向社區(qū)醫(yī)院,走向千家萬戶。檢驗設(shè)備大量普及使用后檢驗數(shù)據(jù)將呈現(xiàn)指數(shù)級增長,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將所有這些檢驗設(shè)備的數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)中心,數(shù)據(jù)的河流和小溪終將匯聚成數(shù)據(jù)的海洋,成為大數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。 ????????
2.檢驗醫(yī)學(xué)走向智能化的核心要素——在于大數(shù)據(jù)的分析
大數(shù)據(jù)分析與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析有很大不同,主要體現(xiàn)在如下三個方面:傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析針對隨機樣本進行分析,而大數(shù)據(jù)分析針對全體數(shù)據(jù)進行分析;傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析要求數(shù)據(jù)是精確的一致的,而大數(shù)據(jù)分析可以接受混雜的數(shù)據(jù),甚至是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù);傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的目標是揭示客觀現(xiàn)象的因果關(guān)系,而大數(shù)據(jù)分析的目標是發(fā)現(xiàn)客觀現(xiàn)象的相關(guān)關(guān)系。
檢驗醫(yī)學(xué)利用大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)醫(yī)療價值和規(guī)律將面臨數(shù)據(jù),技術(shù),及思維的挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)在于海量檢驗數(shù)據(jù)的傳輸,歸類,存儲,這需要大量的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備資源投入。這些檢驗數(shù)據(jù),在它產(chǎn)生的瞬間,可以作為疾病的診斷參考,但隨著時間流逝后就不再有直接的價值了,因而,在以前通常是存儲一段時間后的數(shù)據(jù)被刪除替換,騰挪出存儲空間;大數(shù)據(jù)對于這些歷史數(shù)據(jù)要求能夠一直存儲在數(shù)據(jù)海洋中,數(shù)據(jù)的價值可以在歷史數(shù)據(jù)中挖掘。
技術(shù)的挑戰(zhàn)在于對海量檢驗數(shù)據(jù)進行快速有效的分析。對大數(shù)據(jù)進行分析的技術(shù)是面向程序員和算法設(shè)計師的,比如當前流行的Hadoop框架,應(yīng)用于大數(shù)據(jù)分析仍需要做非常多的系統(tǒng)及程序設(shè)計。當前還不具備像Office那樣直接拿來可用的通用大數(shù)據(jù)分析軟件。因而對于檢驗醫(yī)學(xué)專家來說,數(shù)據(jù)分析處理的技術(shù)要求很高。
思維的挑戰(zhàn)在于對數(shù)據(jù)敏銳的洞察和創(chuàng)新再利用。數(shù)據(jù)本身并不會直接告訴人們價值和規(guī)律,數(shù)據(jù)分析處理的結(jié)果也不會直接告訴人們價值和規(guī)律,而只有對數(shù)據(jù)及其分析的結(jié)果有獨特的思考和洞察,才能挖掘其潛在的價值和規(guī)律。這也是檢驗醫(yī)學(xué)專家在大數(shù)據(jù)方面發(fā)揮的業(yè)務(wù)專長所在。比如,對一個不同年齡組檢驗項目歷史數(shù)據(jù)的分析,可能找出某些疾病的前兆特征,進行疾病預(yù)測;可以通過分析某個檢驗項目的檢測平均值變化來對檢驗設(shè)備和試劑進行有效質(zhì)控;可以通過分析不同檢驗項目之間的相關(guān)關(guān)系來給出不同疾病之間的關(guān)聯(lián)性。 ?????????????
3.檢驗醫(yī)學(xué)走向智能化的技術(shù)演進——在于人工智能
人類的成長和進步在于不斷學(xué)習(xí),機器具備學(xué)習(xí)能力才是真正意義上的人工智能。檢驗醫(yī)學(xué)的許多項目是機器學(xué)習(xí)發(fā)揮價值的地方。比如細胞分析,使用基于圖像的模式識別技術(shù),隨者機器學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷完善,大數(shù)據(jù)提供的海量學(xué)習(xí)樣本,將變得越來越精確。比如DNA序列分析,使用基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機器學(xué)習(xí)算法,隨者理論的提升和突破,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進步,將會變得更加精準快速。
LIMS——物聯(lián)網(wǎng),大數(shù)據(jù),人工智能,這三大技術(shù)相輔相成,將共同幫助檢驗醫(yī)學(xué)走向智能化。