WANG F Y. Parallel medicine: from warmness of medicare to medicine of smartness[J]. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology, 2021, 3(1): 1-9.
(1)发展的一致性医学与技术经济的发展水平密切相关,整个社会与自然环境中的各种因素共同影响并决定了人们的健康和医疗水平。 (2)发展的伦理性医学科学水平和医疗技术发展必须首先保证广大群众的基本健康需求,确保社会公平公正。必须制止有害社会的“用更昂贵的治疗方法,治疗更少数人的疾病”的医学技术发展方向。 (3)发展的资本性健康产业已成为国民经济的支柱产业,发达国家的医疗工业产值接近国内生产总值(GDP)的20%,健康产业在中国也发展迅猛。大量的资本进入医疗健康市场,在促进医疗创新和产业升级的同时,资本的逐利本性也带来许多负面的问题,难免有时成了人类健康的“双刃剑”。如非常昂贵的价格给病人造成极重的经济负担,并助长了医疗设备药品耗材领域的腐败,甚至出现“医学杂志背后的幽灵”为医疗企业炮制不实论文,从而进行虚假宣传。为此,英国皇家全科医生学院(Royal College of General Practitioners)前院长希思(Heath)女士曾警告说:美好愿望与经济利益联合,弄不好就是毒药。
(1)还原与活力的对立统一人类对生命的认识随着还原论和活力论(或整体论)两种不同观点的反复争辩而不断深入。通过细胞学,人们认识到整个身体和生命源自一个细胞的分化、组织、结构与系统,之后就开始有了统一还原论和活力论的思想。法国哲学家和古生物学家德日进(Pierre Teilhard de Chardin)曾称:生命就是复杂化的物质,这是明确将复杂性置于从非生物体到生物体这一过程的关键。什么是复杂?复杂到何种程度非生物就成了生物体?这依然是现代科学的不解之问,也是近代复杂性科学兴起的主要动因。如何将复杂性科学引入医学研究,是一个十分值得探索的方向。“所谓复杂,就是对立统一”,加上传统中医的辨证思维,以及人工智能的各种计算辩证推理方法,特别是人工系统建模及其数字孪生技术,可为还原论方法与整体论综合的对立统一和复杂性医学的研究提供新的思路和途径,进而推动解除医学的“还原困境”。 (2)虚与实的反馈纠缠和闭环互动如何将医学的“硬”科学知识“软”化,使生活在人文和社会中的人类有效地接受并利用起来,同时让人文社会的“软”经验知识“硬”化,使其可以协调一致地被纳入科学方法的分析体系,应是复杂性医学的一个主要研究方向。物联网、云计算、数据库、知识库、知识图谱、知识范畴和知识本体等人工智能技术,加上概率图模型、范畴数学等理论工具,为虚实软硬知识之间的转换、纠缠、反馈提供了手段,也为物理实际医疗系统和软件虚拟医疗系统之间的实时闭环互动提供了保障。让虚实对立统一,加快建设虚实一体的医学医疗系统,降低成本,提高效益,是一项十分迫切的任务。 (3)涌现与收敛的机制和技术涌现和收敛都是复杂性科学的基本概念和机制。如何通过涌现的方法将不同时间、不同地点、不同疾病所涌现出的数据和知识,有效地聚集到所关注的具体医学问题,并正确地收敛于所需要的解决方案之中,是复杂性医学必须回答并完成的任务。边缘计算、云端推理、虚拟增强混合现实技术,特别是平行智能将边缘之涌现与云端之收敛能力通过计算实验和平行执行的方法统一成一体,为实现分布混合式医学医疗系统(distributed hybrid medical system,DHMS)提供了技术基础和实施条件,可在一定程度上缓解甚至解除现代医学的“循证困境”。
(1)基于模型的医学系统工程系统工程对于提高医学研究和医疗水平至关重要,近年来西方各国纷纷制定计划和政策促进系统思维与系统工程在医学医疗中的应用,从各个层面在疾病的研究、治疗、康复以及日常健康的引导、维护等环节落实系统工程方法和技术,声称取得了“戏剧性的正面结果”,令人“十分满意”。基于模型的系统工程(model-based systems engineering, MBSE)是新一代系统工程技术的代表,是医学知识自动化的工程基础,也是医疗机器人过程化的技术保障。通过建模的形式化应用,MBSE可以从开始的概念设想阶段一直到开发和后面各个生命周期阶段,连续地支撑系统需求、设计、分析、验证、核实等活动。相对于面向物理或工业自动化的传统基于文件的系统工程(document-based systems engineering,DBSE),MBSE 是面向知识自动化,走向引导性医疗系统的必由之路。目前,基于功能的系统工程(function-based systems engineering,FBSE)和基于引导的系统工程研究(prescription-based systems engineering,PBSE)正在兴起。人们希望MBSE、FBSE和PBSE的结合,可为基于模型、功能和引导的医学医疗系统提供相关技术,改进医学医疗系统不同利益方之间的交流与合作,提高管控复杂性的水平,提升产品的质量与可靠性,加强知识获取和信息再利用的能力,改善学习和传授医学知识和医疗技能的效率。 (2)医学机器人过程自动化目前机器人过程自动化(robotic process automation,RPA)主要被用于服务、商务和管理过程的自动化,但RPA对医疗服务、管理和监控过程的自动化具有巨大的潜力,是医学研究和医疗技术自动化及智能化无法绕过的环节。RPA也被称为软件机器人学(software robotics),主要思想是利用软件机器人(software robots或 bots)及更广义的人工智能“数字人”来完成信息的获取和知识的应用,并使RPA系统具有处理不确定、多样性、复杂化任务的能力。加速开发面向医学医疗的RPA,包括从基于模型、功能和引导的医学医疗系统到软件定义的医学研究流程和医疗服务流程、数字医务工作者、虚拟在线医护人员交流群体、数字患者、虚拟在线患者支持群体等,是一项十分具有挑战性却非常重要和迫切的工作。 (3)基于ACP的平行智能医学集成基于模型、功能和引导的医学医疗工程与医学医疗机器人过程自动化技术后,人们就可以利用 ACP 方法,首先通过验证核实的有限数据构造人工医学系统,即不同层次不同粒度上的影像或孪生系统(包括数字孪生)。然后,利用人工医学系统进行虚拟的医学医疗计算实验,产生大数据,进一步验证核实设计的医学研究或医疗方案的有效性及性价比,形成具体的精准知识和深度智能。最后,利用实际和人工医学系统之间的虚实互动与平行执行,以及数据驱动和知识驱动的平行驱动,产生虚实之间的纠缠反馈,形成虚实之间的双层闭坏,实施精准的管理与控制,实现预防、主动、个性化、精准(“P4”)平行系统智能医学与医疗,即“P5”医学与医疗。平行医学医疗的框架与流程,将在下一节进一步讨论。 总之,复杂性医学的目标是利用复杂性科学的研究,将复杂性任务交给虚拟的人工系统解决,而医学工作者的工作必须尽可能简单化,最终希望人只处理高心智却简单的人文性和社会性任务。跨学科医学的任务是建设新的医学基础设施,培养新的医学范式和医疗文化,实现交叉学科医学知识自动化,其目的依然是减轻医生和患者的负担,提高医疗效益。系统智能医学就是希望利用数据智能和智能科技,通过人机结合虚实平行的方式,将复杂性医学和跨学科医学的理念、方法、技术、流程付诸实践,成为可信、可靠、好用、高效的分布式自主自动化医学医疗组织和系统,变革现行医学医疗和健康体系,更多更好地服务人类。