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    很多人都對華生（Watson）這名字不陌生，《神探福爾摩斯》里始終陪伴主角夏洛克的退役軍醫。未來(lái)某天，當你走進(jìn)醫院診室的時(shí)候，也許真會(huì )碰到“華生醫生”,但他不是福爾摩斯的“好基友”,而是IBM研發(fā)的超級計算機——電腦醫生Watson.因翻譯習慣變化，在中國，它通常被叫做沃森。動(dòng)脈網(wǎng)的這篇文章詳細講述了沃森的“家世”.
 

    沃森是誰(shuí)？

    沃森是自2007年開(kāi)始，由IBM公司的首席研究員David Ferrucci所領(lǐng)導的DeepQA計劃小組開(kāi)發(fā)的人工智能系統，它是20多名IBM的研究員四年心血的結晶，并以IBM創(chuàng )始人托馬斯 J 沃森的姓命名。因為科學(xué)家們的努力，沃森擁有了理解自然語(yǔ)言和精確回答問(wèn)題的能力。

    2011年，沃森在美國一檔老牌綜藝節目“危機邊緣”里打敗了最高獎金得主布拉德·魯特爾和連勝紀錄保持者肯·詹寧斯，從此進(jìn)入人們的視野。

    根據IBM的資料顯示，沃森的硬件方面是由90臺IBM Power 750服務(wù)器組成的集群服務(wù)器，這里面共計有2880顆Power 7處理器，以及16TB內存。軟件方面，沃森是由Java和C++寫(xiě)成，并且采用Apache Hadoop框架做分布式計算，還有Apache UIMA （Unstructured Information Management Architecture） 框架、 IBM DeepQA軟件和SUSE Linux Enterprise Server 11 操作系統。

    沃森為什么如此聰明？

    沃森竟然可以在益智類(lèi)電視節目中戰勝人類(lèi)，它是如何做到這么聰明的呢？

    沃森儲存了數百萬(wàn)的文檔資料，包括字典、百科全書(shū)、新聞、文學(xué)以及其他可以建立知識庫的參考材料。沃森的硬件配置可以使它每秒處理500GB的數據，相當于1秒閱讀100萬(wàn)本書(shū)。

    據IBM中國研究院的張雷博士的介紹，沃森在拿到一個(gè)問(wèn)題后，會(huì )進(jìn)行一系列的計算，包括語(yǔ)法語(yǔ)義分析、對各個(gè)知識庫進(jìn)行搜索、提取備選答案、對備選答案證據的搜尋、對證據強度的計算和綜合等等。沃森的主要技術(shù)原理是通過(guò)搜尋很多知識源，從多角度運用非常多的小算法，對各種可能的答案進(jìn)行綜合判斷和學(xué)習。其中的一個(gè)關(guān)鍵步驟就是評價(jià)備選答案的可靠性，從關(guān)鍵字、地理位置、類(lèi)型等多個(gè)維度對答案的可靠性進(jìn)行檢測和量化的評價(jià)。

    沃森的歷程？

    2011年，IBM公司說(shuō)，鑒于“沃森”聽(tīng)得懂人類(lèi)語(yǔ)言，可以通過(guò)詢(xún)問(wèn)病人的病征、病史，使用人工智能技術(shù)、對自然語(yǔ)言的處理和分析技術(shù)，憑借從各個(gè)渠道搜集到的信息和數據，迅速給出診斷提示和治療意見(jiàn)。

    此后，美聯(lián)社的記者親自體會(huì )了機器人醫生沃森如何為病人診斷，研發(fā)人員向“沃森”逐一提供一名虛擬眼疾患者的情況，視力模糊、有關(guān)節炎家族病史、住在康涅狄格州、懷有身孕……“沃森”提出了不同診斷結果，包括葡萄膜炎、白塞氏病、萊姆關(guān)節炎等。據測算，沃森的診斷準確率達到73%.

    2011年，美國保健服務(wù)提供商Wellpoint公司與IBM簽署了一項協(xié)議，這是沃森獲得的第一份工作。沃森的主要的任務(wù)是幫助Wellpoint負責復雜病例的護士完成工作，同時(shí)審查醫療服務(wù)提供者的醫療請求，以及后期在腫瘤臨床試驗中的應用。Wellpoint 總裁也提到，在未來(lái)，沃森也許還可以獲取病人病歷及其他方面的信息，然后綜合反饋給醫生，以提高醫生的診斷速度。

    2014年，德州大學(xué)安德森癌癥中心與IBM合作打造“登月計劃”,該項目通過(guò)采用IBM沃森技術(shù)來(lái)消除癌癥。安德森癌癥中心是美國排名第一旦被全球公認的最好的腫瘤醫院，該中心的腫瘤學(xué)專(zhuān)家顧問(wèn)（Oncology Expert Advisor）由沃森認知計算系統驅動(dòng)，旨在整合安德森癌癥中心的臨床醫生和研究人員的知識。這個(gè)OEA系統將幫助臨床醫生制定、觀(guān)察和調整癌癥患者的治療方案。

    IBM沃森技術(shù)還將簡(jiǎn)化和標準化患者的病歷、實(shí)驗室數據和研究數據的收集、整合上提供幫助，使得搜集到數據整合到安德森癌癥中心集中的病人數據庫，然后進(jìn)行鏈接可以被高級分析技術(shù)進(jìn)行深度分析。

    除了安德森癌癥中心外，梅奧診所（Mayo Clinic）也在通過(guò)IBM沃森進(jìn)行概念試驗，以更快速、高效地給患者提供合適的臨床試驗。在任何給定的時(shí)間里，梅奧診所都能夠進(jìn)行超過(guò)8000項人體研究試驗。但由于沒(méi)有足夠的人參與報名使得很多的臨床試驗都無(wú)法完成，不管是在梅奧診所還是在其它地方都如此。IBM和梅奧診所正擴大沃森的知識語(yǔ)料庫，納入梅奧診所及ClinicalTrials.gov等公用數據庫，同時(shí)訓練該知識庫分析病人記錄和臨床試驗條件提供合適的匹配。

    泰國康民國際醫院采用IBM沃森認知計算在曼谷研究中心提高癌癥治療質(zhì)量，并在16個(gè)國家的機構進(jìn)行病例評估。醫院承諾未來(lái)5年將使用與凱特林癌癥中心（MSK）共同開(kāi)發(fā)的Watson for Oncology技術(shù)。該系統將有助醫生利用醫療證據、學(xué)術(shù)研究、MSK廣泛的臨床技術(shù)以及每名患者的記錄給癌癥人制定有效的治療方案。

    此外，紐約斯隆-凱特林醫院、克利夫蘭診所也和沃森有著(zhù)業(yè)務(wù)合作。

    企業(yè)方面，Johnson &Johnson通過(guò)提供IBM沃森閱讀和理解詳述臨床試驗結果的科研論文，利用獲取結果制定和評估藥物治療方案及其它的治療方式。借助這種知識，Watson Discovery Advisor可以幫助科學(xué)家鑒定對于藥物樣本是否有任何不良的基因檔案。

    相之前比較研究，需要3個(gè)人進(jìn)行平均花10個(gè)月來(lái)收集準備數據，才能夠開(kāi)始進(jìn)行分析。Johnson &Johnson團隊希望能夠通過(guò)沃森直接從醫學(xué)文獻快速地綜合有用信息，可以開(kāi)始直接詢(xún)問(wèn)數據方面的問(wèn)題。

    據透露，IBM美國本月剛剛重組，公司劃分為7大部門(mén)，其中之一為醫療部門(mén)，該部門(mén)就是以沃森為核心。

    醫療行業(yè)人工智能的發(fā)展

    其實(shí)早在沃森之前，有關(guān)醫療機構就在開(kāi)發(fā)相關(guān)的“電腦醫生”的項目。

    上世紀70年代，美國匹茲堡大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了用于診斷普內科復雜病癥的軟件“快捷醫療參考”,這款醫療診斷專(zhuān)家系統收集了4300種臨床表征，能夠診斷超過(guò)600種疾病，經(jīng)過(guò)系統程序運算，提高快速診斷的可能性。

    1972年，美國斯坦福大學(xué)開(kāi)始研制MYCIN系統，74年基本完成并投入應用。MYCIN是許多抗生素藥名的后綴，這是一個(gè)幫助醫生診斷住院的血液感染患者、并選用抗菌素類(lèi)藥物治療的專(zhuān)家系統，至今仍頗具代表性。

    80年代，美國麻省總醫院開(kāi)始開(kāi)發(fā)和完善DxPlan項目。DxPlan所涵蓋的知識領(lǐng)域包括內科各專(zhuān)科的多數疾病及臨床表征，主要以IBM的個(gè)人電腦為程序開(kāi)發(fā)工具。使用者可向電腦咨詢(xún)下一步應作何種檢驗及測試，以最少的花費得到最多的信息。

    2010年秋，“伊莎貝爾保健系統”在美國佛羅里達州的奧蘭多保健醫院聯(lián)網(wǎng)使用，為醫生提供可靠的診斷和治療建議，一些經(jīng)驗較少、臨床實(shí)踐不多的醫生能從該系統獲得幫助。不過(guò)，伊莎貝爾只能通過(guò)與多功能醫院保健系統聯(lián)網(wǎng)才能使用，使用速度較慢，價(jià)格也頗為昂貴。

    到2013年，電腦醫生沃森登上醫療舞臺，它既是癌癥診斷專(zhuān)家，又是醫療服務(wù)利用情況管理的專(zhuān)業(yè)人士。從此，計算機輔助診斷翻開(kāi)新的一頁(yè)，正式邁入“沃森時(shí)代”.

    根據市場(chǎng)研究公司Insight Research的數據，未來(lái)6年內，美國衛生保健行業(yè)將會(huì )在信息產(chǎn)業(yè)投入690億美元。有消息稱(chēng)，英特爾和思愛(ài)普已經(jīng)開(kāi)始與加州大學(xué)伯克利分校的研究人員合作，開(kāi)發(fā)具有競爭力的醫用超級計算機。

    電腦醫生真的可靠嗎？

    沃森作為電腦醫生，有著(zhù)與生俱來(lái)的優(yōu)點(diǎn)——它的知識儲藏遠遠超過(guò)人類(lèi)且永遠不會(huì )遺忘，診斷準確率高且可以一直出診不用休息，雖然這看起來(lái)很振奮人心，但仍然還需面對各種質(zhì)疑。

    《**》作家、斯坦福醫生亞伯拉罕-維蓋瑟說(shuō)：“沃森也許可能成為我們身邊一個(gè)聰明的伙伴，但是我從病人以及親戚朋友那里聽(tīng)到的不是缺乏技術(shù)，恰恰相反是技術(shù)泛濫。” 沃森項目組的馬蒂-科恩認為，沃森只是一個(gè)輔助工具，如果醫生不愿意改變，那么沃森也是無(wú)法改變醫療行業(yè)的。他說(shuō)：“有些技術(shù)確實(shí)改變了醫療，它們提供了從前沒(méi)有的治療方法，但是IT不是這樣，我覺(jué)得IT只是推動(dòng)者。”

    克勞斯-彼得·阿德拉森是維也納醫科大學(xué)一名計算機科學(xué)家，同時(shí)也是《人工智能醫學(xué)》雜志的總編。在他看來(lái)，類(lèi)似沃森的電腦醫生，究其本質(zhì)而言，其實(shí)就是一個(gè)搜索引擎，可以回答用自然語(yǔ)言提出的各種問(wèn)題。隨著(zhù)時(shí)間的推移，電腦雖然也會(huì )總結自己的錯誤，但它們從醫學(xué)文獻和案例研究中獲得的知識很空很泛，對醫務(wù)人員來(lái)說(shuō)，這些知識在臨床環(huán)境中不一定非常具有價(jià)值。

    行醫遠遠不是處理數據這么簡(jiǎn)單，病人和家屬的情緒撫慰，在實(shí)踐中把握細微差別，學(xué)習掌握不確定性，無(wú)論哪一點(diǎn)，都離不開(kāi)人類(lèi)醫生。最廣博的醫學(xué)數據和最頂尖的處理能力，都無(wú)法教會(huì )一臺電腦如何像人類(lèi)醫生那樣愛(ài)護病人。

    沃森不是萬(wàn)能的，雖然他現在已經(jīng)名聲在外，但是它畢竟只是一個(gè)醫生助理的角色，電腦醫生的設想還需要走很長(cháng)的路。或許今后，人機協(xié)作才是發(fā)展的最終方向。