logo
head-banner

郎景和院士谈大数据时代医学

2018-01-10 18:35 来源: 中国妇产科网 作者: 谭先杰 浏览量: 603

微信图片_20180110162308.jpg

郎景和院士题词

编者按

数字医学、大数据和人工智能已经越来越多地进入了我们的视野之中。科学家们和哲学家们都在思考,大数据和人工智能会将人类社会引向何方。具体到医学领域或者妇产科领域,我们该如何看待或应对大数据呢?为此,本刊常务编委北京协和医院妇产科谭先杰教授对中国工程院院士、北京协和医院妇产科名誉主任郎景和教授进行了专访,现全文刊发。

微信图片_20180110162311.jpg

郎景和院士(左)与谭先杰教授在北京医学会2017年北京妇科肿瘤学术年会上

1

谭先杰教授:郎大夫您好,感谢您接受《中国实用妇科与产科杂志》委托我对您的专访。听您讲过《从易经到数字医学》的课,您能简单谈谈数字与医学吗?

郎景和院士:先给你看几张关于数字如何神奇的图片。是不是很震撼?这是中国古代的《易经》,被尊为“群经之首,大道之源”。《易经》虽然始于卜筮,但逐渐丰富、深刻,表达了东方文化对宇宙变化的认识论及方法论,可以说是中华民族传统文化的最高典范。《易经》的基本观点就是世事皆数。易者,数也。数学使哲学摆脱了原始宗教的束缚,把对自然作用力的神秘、玄想和随意性去掉,并把似属混乱的现象归结为一种井然有序的、可以理解的格局。

《古今数学思想》也说:“数是事物的本源,世界上一切事物都是由数构成的。一切事物都具有数的属性,只有将自然界的一切属性归结于数, 才能理解事物本身及它与其他事物的相互关系”。

其实,很多医学数据,如发病率、治愈率、复发率、死亡率;末次月经、体重指数(BMI)、生育指数、疼痛评分;疾病的分类 、分期、分级、分度;流调、统计、报告等,都是数。数的概念,就是事物的概念,数字蕴含了事物的吉凶祸福,生机危机。

2

谭先杰教授:那什么是数字医学?是由谁提出来的呢?

郎景和院士:世事皆数,万物皆数。计算机语言的核心是0和1,《周易》的核心是阴和阳。所谓数字医学,就是应用数字化技术,解释医学现象,解决医学问题,探讨医学机制,提供医疗诊治水平,它是信息科学、计算技术、网络技术的综合,目的是使临床工作更加个体化、精准化、微创化、远程化。

数字医学可以把人体的某些器官、甚至整个人虚拟出来,可以是三维的,甚至四维的,还可以是运动的。比如肿瘤周围的血管情况,通过数字技术可以把它们之间的关系弄得非常清楚。实际上,数字医学已经应用于现代医学各学科,包括生理解剖、血管重建、骨盆测量、盆底损伤、肿瘤诊治、手术设计、技术培训、损伤风险及预防等等。钟世镇院士率先在我国推动数字医学,并组建了中华医学会数字医学分会。

3

谭先杰教授:现在总在提大数据时代,您能给读者们简单谈谈吗?

郎景和院士:大数据又称巨量资料,它的原始含义是指所涉及的数据资料量规模巨大到无法通过人脑甚至主流软件工具,在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。大数据概念的原始含义不断拓展,现在已经几乎涵盖了所有领域,而不仅限于企业。 

简单地讲,大数据具有这样几个特点,可以概括为“4V”:第一是数据量大(Volume)。大数据的起始计量单位至少是P(1000个T,1个T是1000个G)、E(106个T)或Z(109个T)。第二是类型繁多(Variety)。包括音频、视频、图片、地理位置信息等等,多类型的数据对数据的处理能力提出了更高的要求。第三是价值密度低(Value),海量信息涌现的同时,其价值密度相对较低,如何迅速完成数据的价值“提纯”,是大数据时代亟待解决的难题。第四是速度快、时效高(Velocity)。这是大数据区分于传统数据挖掘最显著的特征。

生命科学领域和医学领域是大数据最多区域。但是,众多的信息是纷繁复杂的,我们需要搜索、处理、分析、归纳、总结其深层次的规律。 但这些浩瀚的信息通常无法用人脑来推算、估测,必须依托云计算、云存储和虚拟化技术等,才能对大量、动态、可持续的数据进行挖掘,从而获得具有新价值和洞察力的发现。

谭先杰教授:请教一下,大数据到底有多大?

郎景和院士:有人这样形容过,地球上图书馆的书籍的信息量和大数据相比,差不多是芝麻和西瓜的关系。有资料显示,2011年,全球数据规模为1.8ZB,可以填满575亿个32GB的iPad,这些iPad可以在中国修建两座长城。到2020年,全球数据将达到40ZB。1个ZB相当于10万亿亿字节,也就是1的后面有21个0。数据和知识进行转化与重组,就形成了巨大的知识、巨大的资源、巨大的财富。数字的医学化,催生了数字医学,或者称为智慧医学,包括人工智能。

4

谭先杰教授:什么是人工智能呢?也请您简单谈谈。

郎景和院士:人工智能(Artificial Intelligence,AI)是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。它是计算机科学的一个分支,企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。总的说来,人工智能研究的主要目标之一是使机器能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”,甚至可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。

或者可以这样说,当知识可以按片段的集成而创新使用,当数据与脑(生)相联,当数据、知识与生物直接联通,将导致新的、强大的智能系统的出现。比如为残疾人提供的腿的智能技术(被称为“刀锋战士”的南非运动员皮斯托瑞斯,2012年伦敦奥运会男子400m银牌得主),比如支撑霍金生存的高科技系统等。

谭先杰教授:前段时间阿尔法狗大胜人类棋手,您怎么看?

郎景和院士:为什么阿尔法狗似乎比人还聪明呢?因为它是人类智慧的整合。为什么阿尔法狗可以赢人类的棋手?因为它不但集合了很多优秀棋手的智慧,而且它在不断地学习,不停地运算。人类棋手和他下棋,则需要休息,还会疲劳。而阿尔法狗可以不休息,除非断电!但是请注意,包括阿尔法狗之类的人工智能,一定是人脑的集合,最终还是由人脑掌控的。

5

谭先杰教授:您认为妇产科从什么时候开始就与数字医学挂上了钩?我当产科大夫的时候,每一个小孩出生都要填很多的表格。可不可以这样说,妇产科与数字的渊源挺深的?

郎景和院士:你这个问题很好!妇产科什么时候开始与数字医学挂上了钩?古代就挂上了!妇产科从什么时候接触大数据?古代就进入了!我们来看看《黄帝内经》是怎么说的,女子“二七,而天癸至,任脉通,太冲脉盛,月事以时下...... 七七,任脉虚,太冲脉衰少,天癸竭,地道不通,故形坏而无子也。”古人说,女性14岁该来月经了,49岁会绝经了,一定不是几个人,一定是从一大群人中来的大数据。几千年以后,我们进入了现代,进入了2000年,这些规律基本没有改变,初潮和绝经不过是提前或者延后了一两年而已!折腾了半天,我们还是在古人所画出的圈里转悠!这个圈儿,或者说这个规律,不是黄帝或者某个人说的,一定是一个时代的大数据的结晶。数据有多大?我们不知道!

6

谭先杰教授:您认为大数据和人工智能给医学带来了哪些方面的好处呢?

郎景和院士:可以让我们能更好认识事物的本质,认识事物发展的规律,认识生命的现象,认识疾病发生发展的规律。

谭先杰教授:具体到妇产科,有哪些应用前景呢?

郎景和院士:在妇产科的应用前景很大。以产科为例,十月怀胎,母亲有变化,胎儿在生长。从1个小小的受精卵变成1个3kg左右的孩子,这个过程是2个生命在发生变化,其中蕴藏的数字是非常奥妙的。我们说过什么最奥妙?生命最奥妙!这里面自然蕴含很多数据和规律。

妇科内分泌也一样。从下丘脑、垂体到卵巢这样一个生理调控轴里面,有多少数据?肿瘤发生、发展到结局,也是一个包含巨大数据的过程。我们现在强调遗传学,很多癌症都和遗传挂上了钩。遗传的本质是什么?遗传的本质是脱氧核糖核酸DNA,是DNA双螺旋上的4个碱基对,通过碱基键联接,按三联体密码规则组合形成64个密码子。这些是不是数据?而且,这些数据不仅是病人一个人的,还包括他的父系和母系。这些数据甚至不是一个人两个人,而是一个种群,一个种族的数据。

7

谭先杰教授:作为医生,我们应该如何看待数字、大数据和人工智能呢?

郎景和院士:数字应该是有灵性的,变化的,不是死板的。如果我们把数字或者数据变成一个死的,就不对了,就违背了数字化的基本思想。数字是事物变化之所得,它本身也是变化的。因此,当我们利用这些数字的时候,我们一定要变化的,发展的、灵动的。具体来讲,就是诊断和治疗的个体化。数据告诉我们应该如何处理,但是具体到个人,还要结合他个人的情况。我认为这是目前合理利用大数据和人工智能的个关键点之一。

微信图片_20180110162313.jpg

郎景和院士题词

谭先杰教授:可不可以说,不是每个人都可以框进所谓的数据当中呢?

郎景和院士:当然不可以!总有在数字之外的什么东西在呐喊,我们应该听见这种呐喊!否则,一定会被大数据带到沟里面去。

谭先杰教授:具体到妇产科医生,我们该如何看待数字医学、大数据和人工智能?

郎景和院士:这要从两方面来谈。一方面,无论是产科、妇科肿瘤、妇科内分泌,都需要通过大数据来积累材料。积累材料的过程,就是我们认识事物的过程。肿瘤的发生也好、产科的变化也好,内分泌的改变也好,这些数字对于我们认识事物的本质非常重要。

另一方面,我们要正确利用大数据和人工智能。现在我们有机器人辅助的腹腔镜手术——达芬奇系统,但它实际上还只是一种机械手,而将来完全可以用机器人来做手术。这当然很好,但是人工智能应该是在人的掌控下,通过一个人,通过一个医生来控制它,而不能完全靠机器来完成。我们可以让机器人去修了一个机器,可以让机器人去灭火,可以让机器人去干一些危险的工作。但医学的对象是人,我们不能完全把自己变成一个工程师,尽管我们可以掌握机械。医生面对的是一个活生生的人,医患之间应该有感情交流,医生应该有关爱之心,不能完全用人工智能来替代。

8

谭先杰教授:有报道称德国科学家已经能够用完全的人造子宫制造胎儿了,您对此有何评价?

郎景和院士:我对这个消息一点都不感到惊奇。大概在上世纪80年代,就有人写过一本书,叫《人的复制》(Copy of human body)。书中设想了这样一个场景:如果有一天,我们可以像制作面包一样——将面粉、凉水、酵母混合起来,揉搓几下,放入烤箱或面包机中,等待成品——人工“制造人”,无需生殖细胞、授精过程,更别提爱情和家庭。

我们现在能够知道人体的各种蛋白质,有一天,人是否像面包一样可以在作坊里做出来呢?现在看来已经差不多能够实现了。目前除了两性细胞的结合形成试管婴儿之外,还可以做单性人,把体细胞拿出来也可以制造成人。“人”就这样就得以复制了,挑战了技术、挑战了上帝、挑战了一切!这是不是像孙悟空一样,拔一根毫毛,一吹,就变成几百只猴子一样?这到底是可喜?可悲?还是可怕呢?

谭先杰教授:当然是可怕!我借机进一步问您,当大数据和人工智能继续发展后,您最担心或者能想象的最恐怖的医学场景是什么?

郎景和院士:给你看两张图片。如果有一天,病人进入医院,验过指纹,经“无人分诊台”,像是通过“海关(Custom)”。接着自动传送带将其送入手术间(Operating Room),由两个真正的机器人来施术。之后在流水线上完成各种实验室(Laboratory)检查,超级电脑进行监测和处理。整个过程见不到一位医生或护士,哪怕直到最后一口气,驾鹤西去(Death)。多么现代化、自动化的医疗过程!医学(Medicine) = 冰冷( Cold) ?!整个过程中,没有一个人类的医生,没有一个人类的护士。你就像被送进一个修配厂,被送进一个作坊里面,这样真的好吗?那还是医院吗?那不是我们所期望的!另外一张图片,我们刚才已经讨论过,将来有一天,我们真的可以像把水、面粉、酵母粉揉在一起那样就把“人”复制出来。但是,那还是“人”吗?

谭先杰教授:问一个可能会被编辑删除的问题。您认为人工智能发展后,会改变人类的性生活吗?因为,性生活已经不是种族繁衍必须的了。

郎景和院士:(哈哈大笑)可能,有可能会改变!性活动可能会变成完全是没有感情的、机械的过程。我想每个人都不希望这样,因为人类,甚至动物,都是有感情的,所以我们不希望世界变成那样。

9

谭先杰教授:再次感谢您接受专访,最后请您总结一下,我们应该怎样看待大数据时代和人工智能呢?

郎景和院士:第一,我们要清楚,大数据一定是人的智慧、人的工作的整合和集合。如果我们给它提供的基本数据(Data)、基本数字若是错误的,它一定不会算正确,一定会算到邪路上去。就像我们做医疗统计和科学研究,如果基本素材和基本数据都不准确,算得再快,算得再好,也只是在错误的道路上跑得更远,背离真实和真理更远而已。

第二,我们要明白,大数据就是一个认识论和方法论而已,并不像人们所想象的那么深奥,那么强大,那么无处不在。世界上的很多事物的确可以通过数字来描述:三维、四维、五维,甚至六维。生命的很多内容也可以用数字来表达和诠释,但是,生命的本质是不是都可以用数字来表达呢?

答案应该不行!大数据淹没“一切”。但是总有“数据”以外的“什么”在呐喊。人、生命、思想,不是都能通过数字表达的。有的地方是数字Cover(覆盖)不了的,够不着的,那才是生命,那才是医学!

所以,我们要记住,数字医学也好,大数据也罢,或者人工智能,依然是相对的,不是绝对的,更不是万能的!我认为这应该是我们这次谈话需要表达的基本思想。

文章来源:中国实用妇科与产科杂志

网站底图.jpg


  • 关键词: