以大數據和AI技術，點亮健康生(shēng)活（下(xià)篇）

“如(rú)果長期保持這樣的生(shēng)活習慣，經過(guò)多長時間會(huì)患上哪些疾病？”

“爲了以後(hòu)不生(shēng)病，現在的我們又該做些什麽……”

針對(duì)人人都有的健康煩惱，東芝正在嘗試将50多年(nián)研究曆史的人工智能(néng)（Artificial Intelligence：AI）技術、與大數據（來自(zì)140多年(nián)的制造經驗）分析·發(fā／fà)現價值的經驗，以及靈活的軟件開發(fā／fà)能(néng)力相結合。上篇中以實現生(shēng)活習慣病可(kě)視化的“疾病風險預測AI”爲中心，闡述了在不遠的将來醫療的應有狀态後(hòu)，本篇将集中介紹AI技術研發(fā／fà)過(guò)程，以及AI技術所(suǒ)蘊含的意義。

一、研究所(suǒ)和制造現場磨練出的東芝AI技術

《以大數據和AI技術，點亮健康生(shēng)活(上篇)》中，日本東京日本橋室町三井塔Midtown Clinic總院院長——田口淳一醫生(shēng)介紹了活用(yòng)“疾病風險預測AI”技術，并根據個人的體檢數據，爲每位患者提供定制解決方案的醫療模式。此外，株式會(huì)社東芝技術企劃部的山口泰平還談及了“疾病風險預測AI”的可(kě)視化功能(néng)，即實現從目前的體檢結果，模拟出如(rú)何發(fā／fà)展到需要(yào / yāo)引起特别注意的階段，甚至是異常階段（生(shēng)活習慣病）的功能(néng)。

株式會(huì)社東芝研發(fā／fà)中心的春木耕祐在了解田口醫生(shēng)和山口提出的構想後(hòu)，正在推進實現這一構想的AI研發(fā／fà)工作。春木曾在大學研究生(shēng)院從事(shì)數學研究，加入東芝後(hòu)，便成爲了一名軟件研究員。春木在制造現場積累了豐富發(fā／fà)AI技術活用(yòng) 經驗，目前正在推進“疾病風險預測AI”和“目标值計算AI”的研發(fā／fà)工作。據春木介紹，東芝的信息物理系統(Cyber-Physical Systems：CPS）是研發(fā／fà)AI的基礎。CPS是一種在網絡空間中對(duì)存在于(yú)現實世界的數據進行(háng / xíng)分析，并将其(qí)轉換成新的信息或知識，之後(hòu)再反饋給現實世界，進而(ér)創造價值的機制（春木）。

“東芝擁有140多年(nián)的制造經驗和50多年(nián)的AI研發(fā／fà)技術。因此，利用(yòng)制造現場産生(shēng)的大量數據進行(háng / xíng)AI開發(fā／fà)是理所(suǒ)當然的事(shì)情。在該解決方案中，面對(duì)數十(shí)萬人數年(nián)間的龐大體檢結果數據，如(rú)何應用(yòng)AI技術，應用(yòng)哪種AI技術成爲問題的焦點。而(ér)迄今爲止的經驗和東芝的技術知識也在此得(dé / de / děi)到了有效利用(yòng)。東芝的研究人員與現場工作人員也都具備AI開發(fā／fà)方面的知識。”

例如(rú)，春木等研究員共同參加了“研發(fā／fà)中心展”（在東芝集團内部發(fā／fà)表研究成果），當春木發(fā／fà)表“疾病風險預測AI”相關内容時，從事(shì)不同業務的員工們能(néng)夠馬上理解這一AI模型的作用(yòng)和機制，并就(jiù)如(rú)何對(duì)其(qí)加以利用(yòng)，展開了熱烈的讨論。此外，在同樣的發(fā／fà)表會(huì)議上，東芝内部醫院的醫生(shēng)表示：“如(rú)果擁有這個解決方案，我們就(jiù)可(kě)以根據每個患者的情況進行(háng / xíng)指導。一直以來，我們都在費盡心思地改變患者的生(shēng)活習慣或是行(háng / xíng)爲，希望這一解決方案能(néng)夠早日實現。”正是這種抓住AI本質的讨論和表達，進一步激發(fā／fà)了春木将研究成果應用(yòng)于(yú)社會(huì)實踐的熱情，并促使其(qí)加快了開發(fā／fà)的步伐。

株式會(huì)社東芝 研發(fā／fà)中心 分析AI實驗室
春木耕祐

關于(yú)“疾病風險預測AI”，春木等人從東芝健康保險工會(huì)的醫療費賬單^*數據中提取出沒有服用(yòng)治療藥物的員工（即：沒有生(shēng)病的人），并收集了這些人的飲酒頻率、體重或檢查值（例如(rú)：血壓等）等體檢數據。當同一群體的檢查值從正常變爲異常，并确定患上生(shēng)活習慣病時，結合這些數據，便可(kě)以提高從健康狀态到患病狀态的可(kě)能(néng)性預測準确度。換言之，将各種體檢數據用(yòng)作入口數據，将體檢數據中的檢查數值異常情況用(yòng)作出口數據。爲提高預測準确度，我們運用(yòng)了半導體制造工程中用(yòng)于(yú)檢測缺陷産品的AI技術，并根據海量數據的分布，應用(yòng)最優預測模型。其(qí)結果是，對(duì)生(shēng)活習慣相關的各因素（比如(rú)“飲酒頻率”“最近1年(nián)的體重變化”等）分配相應的預測分值，進而(ér)算出1-6年(nián)後(hòu)生(shēng)活習慣病的患病風險（%）。構建這個最優預測模型需要(yào / yāo)進行(háng / xíng)龐大的計算，我們的應對(duì)則是通過(guò)應用(yòng)并行(háng / xíng)分布處理法（應用(yòng)多個CPU進行(háng / xíng)大量計算）以及數學算法（能(néng)夠有效完成各種計算），以完成這樣大量的計算工作。
^*醫療機構向健康保險工會(huì)提交的每月醫療費用(yòng)清單（包括：治療藥物等）

解說圖

東芝在研發(fā／fà)方面所(suǒ)付出的努力，遠不止于(yú)此。AI是基于(yú)人類提供的數據進行(háng / xíng)學習的，因此，我們需要(yào / yāo)以适當的方式處理入口數據和出口數據。此時，東芝集團專有技術發(fā／fà)揮了作用(yòng)。該技術可(kě)查找出重複或錯誤的數據等問題，并進行(háng / xíng)删除或更正，從而(ér)順利地完成數據集的整理。此外，我們還需要(yào / yāo)仔細标記數據（例如(rú)：哪些是“疾病狀态”），并與現場的工作人員進行(háng / xíng)反複溝通，确保其(qí)形式與解決方案目标相吻合。與軟件研發(fā／fà)時一樣，春木制作了試制品，與現場的工作人員共同驗證，并将驗證結果反映在下(xià)一次試制中，這種開發(fā／fà)速度極快，最終得(dé / de / děi)到了AUC0.96^*的結果。接下(xià)來，将完成的東芝解決方案應用(yòng)于(yú)Midtown Clinic的數據中，得(dé / de / děi)到了同樣高的準确度，春木表示：“說實話，這讓我松了一口氣，看到了普及化的可(kě)能(néng)性。”
^*AUC值：1.0表示完全預測能(néng)力

二、普及“疾病風險預測AI”的好處爲何？

目前，Midtown Clinic和東芝正在進行(háng / xíng)實證研究，以确認該解決方案是否可(kě)以真正促進患者的行(háng / xíng)爲轉變。田口醫生(shēng)對(duì)此項研究抱有很大的期待，他強烈表示：“通過(guò)有效利用(yòng)東芝的AI技術，醫生(shēng)和患者之間的交流可(kě)以邁入一個新階段。基于(yú)AI的标準處理方式（例如(rú)：沒有遺漏的數據分析等），醫生(shēng)可(kě)以專注于(yú)根據每個患者的情況進行(háng / xíng)治療，從而(ér)實現比以往任何時候都更有效率、更有效果的治療。我認爲這是一種融合了數字技術和醫生(shēng)專業性的新型醫療方式，以這次的實證研究爲起點，通過(guò)推廣這個解決方案，可(kě)以提高日本的診療水平。”

此外，據田口醫生(shēng)稱，讓“疾病風險預測AI”對(duì)數據（例如(rú)：患者的遺傳信息和家(jiā)族史等）進行(háng / xíng)追加分析，有望進一步提高準确率。這種多維度治療法可(kě)以有效利用(yòng)遺傳信息，根據日本人的情況進行(háng / xíng)治療，甚至考慮到了家(jiā)族史，可(kě)以說是一種個性化定制醫療。此外，田口醫生(shēng)還強調了以下(xià)内容：

“患者在診察室接受完治療後(hòu)生(shēng)活習慣的改變也很重要(yào / yāo)。除此次的解決方案之外，如(rú)果還有針對(duì)日常生(shēng)活的飲食或運動方面提供建議的解決方案，那(nà)麽就(jiù)有望進一步降低患病的風險。今後(hòu)也有必要(yào / yāo)考慮這一點。”

此外，田口醫生(shēng)還補充道，此類解決方案的意義不僅僅局限于(yú)對(duì)人們進行(háng / xíng)診療。

“改善患者的生(shēng)活質量，讓人們不患病，這當然很重要(yào / yāo)。但如(rú)果這樣的方案可(kě)以惠及一人、兩人直至更多人将有助于(yú)節省醫療支出。此外，對(duì)于(yú)企業來說，員工的健康問題不僅關系到各員工的工作效率，也影響着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)組織的整體氛圍，因此應得(dé / de / děi)到加倍重視。因此，除節省醫療支出這一好處外，我認爲東芝的AI技術還可(kě)以幫助企業持續創造社會(huì)價值。”

正如(rú)田口醫生(shēng)所(suǒ)指出的那(nà)樣，針對(duì)這種疾病風險預測AI，東芝正在通過(guò)追加遺傳信息，研發(fā／fà)出準确度更高、更有利于(yú)改變個人行(háng / xíng)爲習慣的解決方案。此外，以“風險可(kě)視化”這一共同點爲基礎，與日本金澤大學合作進行(háng / xíng)的從糖尿病腎病發(fā／fà)展至透析治療的風險可(kě)視化研究，及與美國約翰斯霍普金斯大學共同開發(fā／fà)可(kě)以預測心髒病患病風險的AI模型正在進行(háng / xíng)中，并計劃将其(qí)投入到實際應用(yòng)中。

山口一邊遙望遠方一邊說道：“我們的想法不僅僅是停留在提供AI技術這一層面，作爲提供基礎設施服務的東芝公司，我們也希望構想一種價值，讓東芝可(kě)以很好地融入到社會(huì)體系中來。”此外，春木還表示：“在研發(fā／fà)過(guò)程中，我們始終要(yào / yāo)有社會(huì)實踐意識，同時，我們的目标是爲社會(huì)帶來新價值的技術革新。”他的目光中透露着(zhe／zhuó／zhāo／zháo)專注。

“爲了人類和地球的明天(tiān)”——正是東芝的這一經營理念，奠定了科技創新與社會(huì)責任的基調，也湧現出了一批又一批山口與春木這樣的科研人員。未來，東芝也将繼續奮進，在140多年(nián)來積累的制造經驗和知識之上，結合公司的AI技術，爲人類和地球創造出更加美好的未來。