人工智能助力檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)發(fā)展
發(fā)布時(shí)間:2020-12-02 10:25
2017年以來(lái),中國(guó)、美國(guó)和歐盟先后發(fā)布了國(guó)家級(jí)人工智能(AI)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃,人類歷史即將迎來(lái)以"智能化"為主旋律的第四次工業(yè)革命。在醫(yī)療檢驗(yàn)領(lǐng)域,人工智能的理論和技術(shù)爆發(fā)也將為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)理論、方法與應(yīng)用的發(fā)展提供新方向,本文首先從人工智能的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)出發(fā),介紹人工智能的發(fā)展歷程以及算法、數(shù)據(jù)和算力三大要素的前沿進(jìn)展,進(jìn)而結(jié)合醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的關(guān)鍵應(yīng)用維度,闡述"AI+檢驗(yàn)"的結(jié)合創(chuàng)新,包括涉及檢驗(yàn)標(biāo)本處理的標(biāo)本采集機(jī)器人、樣本稀釋機(jī)器人和樣本傳送機(jī)器人;檢驗(yàn)項(xiàng)目挖掘如腫瘤標(biāo)志物和藥物基因組學(xué);檢驗(yàn)細(xì)胞形態(tài)學(xué)、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、輔助診斷模型和互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)等。隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),人工智能技術(shù)必將推動(dòng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)從自動(dòng)化發(fā)展到更高階的智能化階段。
【文章來(lái)源】:南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2020年02期 第287-297頁(yè) 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:11 頁(yè)
【部分圖文】:
遷移學(xué)習(xí)概念圖
1.3.2 深度學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)分支,深度學(xué)習(xí)用無(wú)監(jiān)督式或半監(jiān)督式的特征學(xué)習(xí)和分層特征提取高效算法來(lái)替代傳統(tǒng)特征提取算法[9]。深度學(xué)習(xí)引入了感知器這一概念并且將神經(jīng)元視作一個(gè)功能邏輯器,同時(shí)將神經(jīng)元活動(dòng)簡(jiǎn)化為了3個(gè)過(guò)程:輸入信號(hào)線性加權(quán),求和,非線性激活。神經(jīng)元構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由3部分組成:輸入層,隱藏層,輸出層,3者均由權(quán)值連接,輸入層接收外界信息,隱藏層和輸出層的神經(jīng)元對(duì)信息進(jìn)行函數(shù)處理,最后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人類大腦做出決策[10]。深度學(xué)習(xí)依賴數(shù)據(jù)來(lái)提升算法準(zhǔn)確率,數(shù)據(jù)集質(zhì)量越高,深度學(xué)習(xí)對(duì)特征的學(xué)習(xí)效果就越好,深度學(xué)習(xí)概念如圖2所示。
深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)任務(wù)均從零知識(shí)開(kāi)始,這意味著模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)開(kāi)始是隨機(jī)猜測(cè)的。除此之外,實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)需要大量標(biāo)注好的高質(zhì)量數(shù)據(jù)以及強(qiáng)大的計(jì)算資源和算力基礎(chǔ)。因此學(xué)者們考慮對(duì)已有大數(shù)據(jù)集進(jìn)行最大程度的開(kāi)發(fā),于是遷移學(xué)習(xí)誕生了。遷移學(xué)習(xí)也是實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的一種手段,遷移學(xué)習(xí)可以理解為將計(jì)算機(jī)在一個(gè)任務(wù)上學(xué)習(xí)到的知識(shí)遷移到另一個(gè)新任務(wù)上,作為其起點(diǎn)繼續(xù)對(duì)新任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。遷移學(xué)習(xí)包括基于實(shí)例的遷移學(xué)習(xí),其特點(diǎn)為源域?qū)嵗愃颇繕?biāo)域?qū)嵗;基于特征的遷移學(xué)習(xí),其特點(diǎn)為源域特征與目標(biāo)域特征有重疊;以及在訓(xùn)練階段共享一部分參數(shù)或者先驗(yàn)分布的基于共享參數(shù)的遷移學(xué)習(xí)[13],遷移學(xué)習(xí)概念如圖3所示。圖3 遷移學(xué)習(xí)概念圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大數(shù)據(jù)背景下高校臨床檢驗(yàn)診斷學(xué)教學(xué)思考[J]. 田剛,何鵬,宋敏,朱喜丹,劉靳波. 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生. 2019(13)
[2]臨床疾病診斷字典庫(kù)的應(yīng)用研究[J]. 柯莉,林偉研,劉養(yǎng)奇,林志豐,歐偉麟,潘苑怡,徐曉明,王瓊. 中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué). 2019(06)
[3]基于YOLO模型的宮頸細(xì)胞簇團(tuán)智能識(shí)別方法[J]. 鄭欣,田博,李晶晶. 液晶與顯示. 2018(11)
[4]一種大數(shù)據(jù)環(huán)境下醫(yī)療隱私保護(hù)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 胡榮磊,何艷瓊,曾萍,范曉紅. 信息網(wǎng)絡(luò)安全. 2018(09)
[5]人工智能與醫(yī)學(xué)——發(fā)展歷程[J]. 壽君妮,于觀貞,余黨會(huì),李冠南. 第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(08)
[6]基于改進(jìn)Hessian矩陣的冠脈造影圖像增強(qiáng)算法研究[J]. 陳楷豐. 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用. 2018(07)
[7]人工智能、大數(shù)據(jù)和算力的融合發(fā)展[J]. 王珺. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(16)
[8]人工智能的三次發(fā)展高潮[J]. 機(jī)床與液壓. 2018(08)
[9]5G綜述及中國(guó)的進(jìn)展(英文)[J]. Shan-zhi CHEN,Shao-li KANG. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2018(03)
[10]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的外周血白細(xì)胞分類[J]. 陳暢,程少杰,李衛(wèi)濱,陳敏. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2018(01)
碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的體液細(xì)胞圖像有形成分的特征識(shí)別方法研究[D]. 蔡立章.湘潭大學(xué) 2017
[2]白帶顯微圖像中有型成分的智能識(shí)別技術(shù)研究[D]. 胡靜蓉.電子科技大學(xué) 2017
本文編號(hào):2895170
【文章來(lái)源】:南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2020年02期 第287-297頁(yè) 北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:11 頁(yè)
【部分圖文】:
遷移學(xué)習(xí)概念圖
1.3.2 深度學(xué)習(xí)深度學(xué)習(xí)是機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)分支,深度學(xué)習(xí)用無(wú)監(jiān)督式或半監(jiān)督式的特征學(xué)習(xí)和分層特征提取高效算法來(lái)替代傳統(tǒng)特征提取算法[9]。深度學(xué)習(xí)引入了感知器這一概念并且將神經(jīng)元視作一個(gè)功能邏輯器,同時(shí)將神經(jīng)元活動(dòng)簡(jiǎn)化為了3個(gè)過(guò)程:輸入信號(hào)線性加權(quán),求和,非線性激活。神經(jīng)元構(gòu)成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由3部分組成:輸入層,隱藏層,輸出層,3者均由權(quán)值連接,輸入層接收外界信息,隱藏層和輸出層的神經(jīng)元對(duì)信息進(jìn)行函數(shù)處理,最后神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬人類大腦做出決策[10]。深度學(xué)習(xí)依賴數(shù)據(jù)來(lái)提升算法準(zhǔn)確率,數(shù)據(jù)集質(zhì)量越高,深度學(xué)習(xí)對(duì)特征的學(xué)習(xí)效果就越好,深度學(xué)習(xí)概念如圖2所示。
深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)任務(wù)均從零知識(shí)開(kāi)始,這意味著模型的結(jié)構(gòu)和參數(shù)開(kāi)始是隨機(jī)猜測(cè)的。除此之外,實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)需要大量標(biāo)注好的高質(zhì)量數(shù)據(jù)以及強(qiáng)大的計(jì)算資源和算力基礎(chǔ)。因此學(xué)者們考慮對(duì)已有大數(shù)據(jù)集進(jìn)行最大程度的開(kāi)發(fā),于是遷移學(xué)習(xí)誕生了。遷移學(xué)習(xí)也是實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的一種手段,遷移學(xué)習(xí)可以理解為將計(jì)算機(jī)在一個(gè)任務(wù)上學(xué)習(xí)到的知識(shí)遷移到另一個(gè)新任務(wù)上,作為其起點(diǎn)繼續(xù)對(duì)新任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。遷移學(xué)習(xí)包括基于實(shí)例的遷移學(xué)習(xí),其特點(diǎn)為源域?qū)嵗愃颇繕?biāo)域?qū)嵗;基于特征的遷移學(xué)習(xí),其特點(diǎn)為源域特征與目標(biāo)域特征有重疊;以及在訓(xùn)練階段共享一部分參數(shù)或者先驗(yàn)分布的基于共享參數(shù)的遷移學(xué)習(xí)[13],遷移學(xué)習(xí)概念如圖3所示。圖3 遷移學(xué)習(xí)概念圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大數(shù)據(jù)背景下高校臨床檢驗(yàn)診斷學(xué)教學(xué)思考[J]. 田剛,何鵬,宋敏,朱喜丹,劉靳波. 現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生. 2019(13)
[2]臨床疾病診斷字典庫(kù)的應(yīng)用研究[J]. 柯莉,林偉研,劉養(yǎng)奇,林志豐,歐偉麟,潘苑怡,徐曉明,王瓊. 中國(guó)數(shù)字醫(yī)學(xué). 2019(06)
[3]基于YOLO模型的宮頸細(xì)胞簇團(tuán)智能識(shí)別方法[J]. 鄭欣,田博,李晶晶. 液晶與顯示. 2018(11)
[4]一種大數(shù)據(jù)環(huán)境下醫(yī)療隱私保護(hù)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 胡榮磊,何艷瓊,曾萍,范曉紅. 信息網(wǎng)絡(luò)安全. 2018(09)
[5]人工智能與醫(yī)學(xué)——發(fā)展歷程[J]. 壽君妮,于觀貞,余黨會(huì),李冠南. 第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(08)
[6]基于改進(jìn)Hessian矩陣的冠脈造影圖像增強(qiáng)算法研究[J]. 陳楷豐. 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用. 2018(07)
[7]人工智能、大數(shù)據(jù)和算力的融合發(fā)展[J]. 王珺. 科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2018(16)
[8]人工智能的三次發(fā)展高潮[J]. 機(jī)床與液壓. 2018(08)
[9]5G綜述及中國(guó)的進(jìn)展(英文)[J]. Shan-zhi CHEN,Shao-li KANG. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering. 2018(03)
[10]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的外周血白細(xì)胞分類[J]. 陳暢,程少杰,李衛(wèi)濱,陳敏. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2018(01)
碩士論文
[1]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的體液細(xì)胞圖像有形成分的特征識(shí)別方法研究[D]. 蔡立章.湘潭大學(xué) 2017
[2]白帶顯微圖像中有型成分的智能識(shí)別技術(shù)研究[D]. 胡靜蓉.電子科技大學(xué) 2017
本文編號(hào):2895170
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