探索研究數字生物標記物 騰訊挖掘AI“測量”疾病的更多可能
10 月 9 日，2019 AI in Pharma 峰會在美國馬薩諸塞州波士頓舉辦，來自世界各地的專家和學者齊聚一堂，共同探討人工智能在藥物研究上的應用潛力。騰訊醫療人工智能研究院院長范偉博士受邀出席并作題為“數字診療平臺和數字生物標記物”的演講，分享騰訊在數字生物標記物研究方面的探索和進展。
數字生物標記物研究是騰訊在醫療 AI 應用方面開辟的最新研究路徑，通過“量化”疾病評估，讓疾病管理更有據可依。同時，通過研發數字診療平臺，騰訊也讓這一研究方法的落地規劃好了方向，或將為醫學界帶來新的數字診療革命。
范偉博士在 2019 AI in Pharma 峰會上進行主題演講
數字生物標記物實現疾病評估“量化”
生物標記物（Biomarkers）是一種可以客觀衡量和評估的生物學特征，可以作為正常生物或病理過程的指標，或者反映治療手段的結果。基因表達模式、體液中特定蛋白質的水平、或大腦中電活動的變化都屬于生物標記物。
比如，95％ 的慢性粒細胞白血病（CML）病例中都發現有某生物標記物易位，使得兩種正常蛋白質融合產生一種異常蛋白質——它會促進白細胞數量的快速增加，在某些情況下導致急性淋巴細胞白血病。基于這種生物標記物，伊馬替尼被開發出來，在后續的研究中，研究人員發現接受伊馬替尼治療的患者超過 90％ 對初始治療反應積極，許多患者獲得了完全治愈。
這僅僅是生物標記物的應用場景之一。利用生物標記物，臨床醫生在實踐中能夠提高診斷或疾病治療的質量，減輕疾病對社會和經濟的影響。生物標記物的研究推動了個性化醫療的發展，可針對特定患者采取更為積極、有效的治療，是預防醫學的基礎。
目前，騰訊醫療人工智能研究院所做的工作，即是通過數字化手段將生物標記物所釋放的“信號”變成一種量化客觀的標準，用于解釋或者預測疾病走向。
在視頻信號方面，騰訊醫療人工智能研究院通過利用視頻分析算法，分析患者的步態、坐姿、手部動作等運動視頻，將運動過程變成一種量化的指標。這種辦法已經被應用于脊柱側彎、帕金森病等疾病的運動評估之中。以脊柱側彎為例，人類肉眼很難察覺或測量動態 APA（肩峰線與髂前上棘線的夾角），從而發現步態異常的脊柱側彎患者。通過視頻分析技術，這一夾角能夠輕松被提取出來，結果表明，健康人群的 APA 平均度數為0，而脊柱側彎患者的 APA 平均度數通常為負，該生物標記物在區分患者和對照組方面具有統計學意義。
通過測量動態 APA 發現脊柱側彎患者
同樣，在帕金森病的診斷中，視頻分析技術也能夠幫助人類識別人眼無法識別的像素級震顫，并做量化分析，突破運動測量的極限，高效地評估帕金森患者的病情，對患者進行分級，制定更有針對性的治療方案。
騰訊還啟動了數字生物標記物在其它領域的應用。在房顫篩查以預防腦卒中方面，范偉博士援引《中國腦卒中防治報告 2018》的數據介紹道，房顫（Afib）與腦卒中的發生顯著相關，房顫患者的腦卒中患病率為 9.48%，顯著高于非房顫患者的腦卒中患病率（2.26%）。通過心電圖解讀技術，尋找房顫的早期篩查數字生物標記物能夠幫助患者把握“黃金時間”。人工智能將對心電信號和心電圖波形進行 AI 智能分析，自動識別反饋房顫等異常類別及來源，輔助醫生進行高效精準的早期檢測、風險評估、術前規劃等。
心衰患者也能從數字生物標記物中獲益。左室舒張末期壓力(LVEDP)、肺毛細血管楔嵌壓(PCWP)指向心衰及心衰患者再入院的重要指標，通過血液容積脈搏波(Photo-Plethysmography ,PPG)，患者無需借助特定的設備，只需通過手機就能隨時隨地進行測量，找到心衰疾病的早篩及病情分析的數字生物標記物。
此外，通過手機拍攝的皮膚圖片，銀屑病的早期診斷數字生物標記物也能夠很方便地識別出來。在診前，患者通過人機交互，通過患者圖片上傳，進行簡單的問診，對疾病初步評估，結合互聯網醫院平臺，實現智能分診、導診、轉診；在診中環節，系統可初步幫助醫生判斷病情，同時給出個性化的治療方案建議，醫生可通過網絡會診，為患者作出診斷決定；在診后環節，系統可通過預后評估，預測病情復發概率，并對患者病情進行智能追蹤，在此基礎之上，并通過用藥效果監測，實現個性化用藥指導。
數字診療平臺讓疾病管理更便捷
數字生物標記物研究能夠促進對可測量的生物過程與臨床結果之間關系的了解，可以幫助患者和醫生更早、更快、更準地發現疾病征兆，但是，在傳統的醫療服務模式之下，病人身邊不可能隨時都有醫護人員的存在，而慢病管理需要病人有很高的依從性。
數字診療平臺（Digital Therapeutics）的研發讓疾病的“隨時隨地”管理成為現實。范偉介紹：“通過自然語言理解、影像、語音等技術，患者大部分的問題在家中就能通過人機對話得到解答。通過 AI 強大的分析能力，醫生可以評估病情進展，及時調整藥物和治療方案，節省病人找醫生的時間。”
2018 年 11 月 18 日，騰訊作為牽頭單位聯合多家知名醫院和科研機構正式啟動了 2018 年國家重點研發計劃中的“數字診療裝備研發專項” ——“基于人工智能的臨床輔助決策支持技術及其服務模式解決方案研究”項目，并啟動 “數字診療平臺”的研發。借助這一平臺，無論是在醫院場景還是在居家場景下，醫生和患者雙方都能夠及時掌握病情，如此將數字生物標記物的效用發揮至最大。
一直以來，騰訊依托其微信平臺和生態以及在人工智能技術等方面的積累，為醫生和患者打造諸多觸手可及的醫療服務工具。而通過將數字生物標記物與數字診療平臺相結合，雙管齊下，騰訊醫療人工智能研究院的工作有力拓寬了醫療 AI 應用的邊界，也為“科技向善”帶來了更多可能，將讓更多醫患從科技的發展中獲益。