人工智能在医学检验中应用进展

凌建生

(柳州市工人医院检验科，广西 柳州，545000)

在医疗领域中，检验医学被定义为“在医学实验室内或护理现场对患者的组织、体液或其他成分进行检验的学科”[1]，旨在通过量化指标辅助临床对患者进行诊断，制定治疗方案。2018年国务院颁布了“互联网+医疗健康”发展的指导意见，其中包含“互联网+人工智能”的应用服务[2]。现如今，人工智能在医疗检验领域中应用广泛，在形态学检验、样本处理、检验结果审查等过程中起到重要价值，能有效降低人工因主观性而致的结果偏倚，提高工作效率，满足了临床对检验专业日益提升的质量需求[3]。人工智能逐渐成为检验科临床工作的发展趋势，本文就其在医学检验中应用进行整合，以便更好的服务于医疗检验工作。

1.人工智能

1.1 人工智能概述

人工智能主要是指研发、开发用于延伸、模拟与扩展人的方法、理论、技术及应用系统的一项新技术[4]。人工智能因计算机科学逐渐衍生而来，人们尝试使用计算机模拟人类作出智能反应，现如今人工智能的研究囊括语言识别、机器人、自然语言处理、图像识别等多个领域。

1.2 人工智能发展史

1945年世界首台电子计算机出现，虽然操作繁琐、计算速度有限，但仍为人工智能奠定了基础[5]。1950年图灵提出图灵测试，被认为是人工智能水平测试标准之一，且图灵也被誉为人工智能之父。直至1956年，科学家提出“人工智能”这一词，将其作为新概念划分为独立的学科。1980年人工智能进入繁盛时代[6]。2016年由谷歌（Google）旗下DeepMind公司开发的人工智能软件Alpha Gi与国际围棋冠军进行对弈，最终以人工智能获胜宣告人工智能技术的成熟。

2.人工智能在医学检验中的应用

2.1 检验标本处理

标本采集机器人：全自动采血机器人是目前临床应用最成熟、最典型的标本采集机器人，该机器人借助红外线+超声波，可准确定位血管位置、直径等参数。机器视觉能将上述参数输入，选择适宜的算法，预测出血管位置[7]。直径及针头采血最佳角度与位置。有学者提出[8]一项基于计算机图像从血管造影图像中自动提取灌装动脉图像的分割方式，其能分割出血管轮廓，提取中心线，计算出血管直径。自动采血机器人借助智能识别技术，让智能机器代替人工，减低因人们主观意识而致的失误，同时能减低工作人员的工作量。

样本传送机器人：随着人工智能在商品物流方面的应用逐渐完善，人们逐渐将其应用于医学检验样片传送上。样本的传送在检验科中具有重要意义，对检验的准确性造成直接影响[9]。而传送机器人可通过机械视觉或化学方式对试剂、样本进行识别，依据计算机指令在制定区域装卸样本[10]。样本传送机器人在传送过程中可保障无菌环境，降低了人工送检的失误，确保样本的安全性，以免样片污染。

样本稀释机器人：临床采集获得的样本通常浓度较高，需稀释至不超过检验方法学的线性范围。粪便、尿液及阴道分泌物有形成分纤维镜检验时，需将样本稀释至适宜浓度[11]。在检验过程中，工作人员通常对未稀释的样本进行检验，发现检验效果不佳时再稀释检验。例如阴道分泌物虽呈液体状，能直接镜检，但因浓稠度较高，在检验过程中极易造成有形成分黏连重叠，给临床检验带来一定难度。临床上应用的样本机器人可分为光学原理检验及某类成分浓度检验两种。有临床研究人员使用基于多层感知器的人工神经网络对心肌肌蛋白Ⅰ进行检验，评估体液样本是否需稀释，结果显示其评估准确率较高。其能有效缩短样本处理的耗时，减低样本浪费的状况[12]。

2.2 自动化审核

现如今，自动化审核系统在临床多个方面得到广泛应用，例如尿液、生化、血液、免疫等，根据审核项目与模型而定，审核总体通过率可达50～90%[13]。对于特殊人群建立独立的自动化审核系统，更具有临床指导价值。肿瘤患者往往伴随复杂的生理病理变化，在住院期间需棘手程度不一的放化疗，为此，针对肿瘤人群建立自动化审核系统极为重要。有学者建立肿瘤患者生化指标的自动审核系统，其总体通过率可到1/2，在不同肿瘤类型中，存在加大差异[14]。

2.3 大数据智能科研平台

有效的、有序的数据储存状态是人工智能的基础。现如今，检验医学尚未对数据库中相关参数进行二次利用，其中一个因素在与多数检验数据的存储仍处于无效状态，数据库中的检验数据尚未制定完善的分类[15]。将人性智能应用于数据管理中，能根据制定类别构建知识图谱，掌握疾病的生理、病理特征，随着数据量的逐渐增加，图谱中的变量与占比不再出现明显变化。基于大数据的科研平台被认为应用机器学习算法对数据库进行新知识发现的过程，是检验科发现新知识，在提升诊断性能，优化检验指标等方面起到重要意义。

3.小结

人工智能技术在医学检验领域中的应用，逐渐优化了实验室检验的工作流程，有效提升实验室检验容量。我国人口基数较大，人口老龄化问题严峻，但我国医疗服务需求量大相对应的现状却是医疗卫生资源分配的不均匀。人工智能可携带一系列先进检验技术，例如即时检验等，给医护人员带来便利，降低检验诊断失误风险，有利于打破我国医学资源分配不平均的状况，对疾病预防控制、筛查、诊疗带来较大的应用价值。