57歲的李華亮最近覺(jué)得心臟不太舒服，所以他來(lái)到深圳羅湖醫(yī)院。與以往不同的是，他不用在服務(wù)大廳舉目無(wú)措，思考要掛什么科室；醫(yī)院的AI（人工智能）結(jié)合他的過(guò)往病例和病情，建議他先去心內(nèi)科診斷。熟知各類(lèi)醫(yī)學(xué)知識(shí)和病例的AI也已成為心內(nèi)科醫(yī)生最好的助手，為其提供更加周全的診斷方案，甚至還考慮到了李華亮之后準(zhǔn)備種植牙的影響。
這個(gè)AI輔助醫(yī)學(xué)的場(chǎng)景，與60年前美國(guó)學(xué)者在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》上暢想的的醫(yī)療信息化藍(lán)圖，產(chǎn)生了跨越時(shí)空的奇妙共振。
1970年：一本醫(yī)學(xué)期刊里的AI預(yù)言
1970年，《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》刊登了一篇題為《醫(yī)學(xué)與計(jì)算機(jī)：變革的承諾與問(wèn)題》的綜述，沒(méi)人想到它將預(yù)言半個(gè)世紀(jì)后的智能醫(yī)療革命。
這篇文章的作者，腎內(nèi)科醫(yī)生威廉·施瓦茨（William B. Schwartz）在AI技術(shù)尚未普及的年代宣稱(chēng)：“計(jì)算機(jī)將幫助醫(yī)生記錄病史、推薦診斷思路，并管理臨床決策?！?/p>
在這篇塵封于1970年的文章里，施瓦茨不僅精準(zhǔn)勾勒出現(xiàn)代電子病歷系統(tǒng)的輪廓，更預(yù)見(jiàn)到智能診斷將成為醫(yī)者思維的延伸。某種意義上，施瓦茨預(yù)見(jiàn)了現(xiàn)代AI醫(yī)療的雛形：從自動(dòng)化電子病歷到智能分診系統(tǒng)，AI確實(shí)將醫(yī)生從重復(fù)勞動(dòng)中解放。
但醫(yī)療是對(duì)人本身的判斷和交互，AI強(qiáng)大能力背后也會(huì)留下技術(shù)狂飆時(shí)被遮蔽的隱憂：當(dāng)醫(yī)生從傳統(tǒng)的信息處理者轉(zhuǎn)型為人機(jī)協(xié)同決策者時(shí)，醫(yī)療教育體系該如何重構(gòu)？在數(shù)據(jù)成為新生產(chǎn)要素的時(shí)代，如何守護(hù)患者隱私的最后一公里？
有太多的潛力亟待發(fā)覺(jué)，也有太多風(fēng)險(xiǎn)需要被解決。而這份超前的思考，成為了AI醫(yī)療進(jìn)化史的起點(diǎn)注解。
DENDRAL與MYCIN：AI第一次走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室
當(dāng)施瓦茨發(fā)表預(yù)言和暢想時(shí)，在斯坦福大學(xué)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，最早的醫(yī)療AI實(shí)踐已悄然開(kāi)展。
20世紀(jì)60-70年代，人工智能研究從通用問(wèn)題求解轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)化領(lǐng)域，開(kāi)創(chuàng)了“專(zhuān)家系統(tǒng)”的新紀(jì)元。這一變革的核心人物，“專(zhuān)家系統(tǒng)之父”愛(ài)德華·費(fèi)根鮑姆（Edward Feigenbaum），先后開(kāi)創(chuàng)了兩個(gè)里程碑項(xiàng)目DENDRAL和MYCIN，為AI技術(shù)落地現(xiàn)實(shí)世界奠定了基石。
費(fèi)根鮑姆正在調(diào)試DENDRAL系統(tǒng)
費(fèi)根鮑姆的成長(zhǎng)經(jīng)歷充滿傳奇色彩：幼年經(jīng)歷家庭變故的他，在繼父的引導(dǎo)下很早就開(kāi)始接觸計(jì)算設(shè)備，隨后“天才”般地16歲跳級(jí)進(jìn)入卡內(nèi)基梅隆大學(xué)。
一次跨學(xué)科的選修課讓他結(jié)識(shí)了諾貝爾獎(jiǎng)得主赫伯特·西蒙（Herbert Simon）——這位“決策理論之父”帶領(lǐng)他踏入AI領(lǐng)域。此前，西蒙與艾倫·紐厄爾（Allen Newell）開(kāi)發(fā)了首個(gè)通用問(wèn)題求解程序GPS，這種符號(hào)學(xué)派的AI理念深深影響了費(fèi)根鮑姆。
1965年，費(fèi)根鮑姆與諾貝爾遺傳學(xué)家約書(shū)亞·萊德伯格（Joshua Lederberg）合作啟動(dòng)DENDRAL項(xiàng)目。面對(duì)化學(xué)領(lǐng)域復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)解析的難題，他們創(chuàng)造性地將質(zhì)譜數(shù)據(jù)與原子組合規(guī)則編碼成算法。隨著避孕藥發(fā)明者化學(xué)家卡爾·杰拉西（Carl Djerassi）的加入，對(duì)分子結(jié)構(gòu)的理解更上一層樓，DENDRAL系統(tǒng)性能顯著提升，能夠自主推導(dǎo)未知分子式。
雖然DENDRAL主要解決的是火星物質(zhì)檢測(cè)這樣一個(gè)稍顯冷門(mén)的場(chǎng)景，但它更重要的意義在于——標(biāo)志著AI首次在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域達(dá)到人類(lèi)專(zhuān)家水平，這一成就也進(jìn)一步推動(dòng)團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向醫(yī)療應(yīng)用。
DENDRAL系統(tǒng)負(fù)責(zé)人2006年合影（左一布坎南、左三費(fèi)根鮑姆、左四萊德伯格）
在費(fèi)根鮑姆的好友兼學(xué)生的布魯斯·布坎南（Bruce Buchanan）和醫(yī)學(xué)生愛(ài)德華·肖特利夫（Edward Shortliffe）的推動(dòng)下，1972年，感染病診療系統(tǒng)MYCIN誕生。
它通過(guò)600余條“如果-那么”規(guī)則（如“若患者腦脊液革蘭氏染色陽(yáng)性→鏈球菌感染概率增加”），可分析患者血液感染和腦膜炎的情況，并提供抗生素治療方案。在一項(xiàng)腦膜炎感染診斷的測(cè)試中，MYCIN真了得準(zhǔn)確率高達(dá)65%——甚至超過(guò)了初級(jí)醫(yī)師水平。
MYCIN系統(tǒng)在1979年評(píng)估的結(jié)果，在實(shí)習(xí)醫(yī)生與醫(yī)學(xué)生中排名第一
盡管MYCIN從未進(jìn)入臨床（因缺乏數(shù)字化病歷支持），但它開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代臨床決策支持系統(tǒng)（CDSS）的基礎(chǔ)范式：基于規(guī)則的推理，可解釋的診斷邏輯，以及多因素綜合判斷。
INTERNIST-1：當(dāng)人腦知識(shí)庫(kù)遇上算法
AI與醫(yī)學(xué)的結(jié)合，可謂是多點(diǎn)開(kāi)花。同一時(shí)期，匹茲堡大學(xué)正進(jìn)行著更狂野的嘗試。
時(shí)任匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)系主任的杰克·邁爾斯（Jack Duane Myers）在醫(yī)學(xué)界享有盛譽(yù)。這位擁有超群記憶力的醫(yī)師，青年時(shí)期每周投入20余小時(shí)研讀醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)，其卓越的臨床推理能力被譽(yù)為內(nèi)科界的"夏洛克·福爾摩斯"。
1973年，55歲的邁爾斯在卸任系主任之際萌生了新想法——開(kāi)發(fā)醫(yī)學(xué)輔助診斷系統(tǒng)，幫助醫(yī)生完成內(nèi)科診斷。這個(gè)想法很快就成為了現(xiàn)實(shí)——邁爾斯結(jié)識(shí)了師出艾倫·紐厄爾的計(jì)算機(jī)專(zhuān)家哈利·波普爾（Harry E. Pople）。
哈利·波普爾
但是，早期實(shí)驗(yàn)暴露了傳統(tǒng)AI算法的局限：當(dāng)系統(tǒng)需要統(tǒng)籌數(shù)千條臨床參數(shù)時(shí)，可能性組合的指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)經(jīng)常導(dǎo)致診斷的精準(zhǔn)度不足，容易出現(xiàn)多重疾病推斷或完全無(wú)法判定的困境。
事情的轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在醫(yī)學(xué)生蘭道夫·米勒的加入——這位堅(jiān)定休學(xué)加入團(tuán)隊(duì)的醫(yī)學(xué)生曾編寫(xiě)過(guò)計(jì)算機(jī)程序，憑借醫(yī)學(xué)-計(jì)算機(jī)的雙重視角，配合邁爾斯的海量醫(yī)學(xué)知識(shí)輸出，構(gòu)建出首個(gè)原型系統(tǒng)DIALOG（診斷邏輯系統(tǒng)，后因名稱(chēng)版權(quán)問(wèn)題被迫更名為INTERNIST-1），開(kāi)啟了醫(yī)療知識(shí)系統(tǒng)化整理的先河。
區(qū)別于同期斯坦福大學(xué)DENDRAL和MYCIN系統(tǒng)的技術(shù)路線，這個(gè)團(tuán)隊(duì)選擇將重心轉(zhuǎn)向知識(shí)儲(chǔ)備建設(shè)。邁爾斯每日口述經(jīng)嚴(yán)格篩選的醫(yī)學(xué)知識(shí)（僅收錄被獨(dú)立驗(yàn)證兩次以上的臨床證據(jù)），建立標(biāo)準(zhǔn)化診斷數(shù)據(jù)庫(kù)的決策，形成了獨(dú)特的開(kāi)發(fā)模式。
這種"重知識(shí)、輕算法"的戰(zhàn)略雖限制了技術(shù)迭代，卻意外推動(dòng)了醫(yī)學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)整合。其數(shù)據(jù)庫(kù)最終發(fā)展為持續(xù)更新至今的QMR（Quick Medical Reference，快捷醫(yī)療參考系統(tǒng)），并在20世紀(jì)90年代實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
1982年，INTERNIST系統(tǒng)正式發(fā)布，隨后它的升級(jí)版本——CADUCEUS系統(tǒng)可識(shí)別千余種疾病，被譽(yù)為當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的知識(shí)密集型專(zhuān)家系統(tǒng)。
專(zhuān)家系統(tǒng)的黃昏與隱伏的血脈
與此同時(shí)，在1978年，中國(guó)肝病中醫(yī)關(guān)幼波聯(lián)合計(jì)算科學(xué)家開(kāi)發(fā)的“肝病辨證論治系統(tǒng)”，將中醫(yī)診療邏輯首次編碼為人工智能系統(tǒng)，在120例肝炎診療中取得與醫(yī)生本人相當(dāng)?shù)寞熜В傆行?0%）。這類(lèi)早期系統(tǒng)共同構(gòu)成AI醫(yī)療的專(zhuān)家系統(tǒng)的巔峰。
關(guān)幼波醫(yī)生
但歷史的車(chē)輪滾滾向前，不論是美國(guó)的MYCIN、INTERNIST系統(tǒng)，還是我國(guó)同期研發(fā)的中醫(yī)診療程序，如今已逐步退出歷史舞臺(tái)。究其本質(zhì)，這些系統(tǒng)作為人工智能發(fā)展的階段性產(chǎn)物，其所依賴的符號(hào)主義范式已被現(xiàn)代基于機(jī)器學(xué)習(xí)，尤其是深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)架構(gòu)所取代。
計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)（Computer-Aided Diagnosis，CAD）作為當(dāng)時(shí)世界范圍內(nèi)少有的規(guī)?；瘧?yīng)用成果，得益于專(zhuān)業(yè)化領(lǐng)域限制帶來(lái)的技術(shù)深度拓展，在深度學(xué)習(xí)算法橫空出世前，該類(lèi)系統(tǒng)始終保持著醫(yī)療垂直領(lǐng)域智能應(yīng)用的標(biāo)桿地位。
這些早期系統(tǒng)的實(shí)踐驗(yàn)證了人工智能的應(yīng)用潛力，為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界注入了持續(xù)發(fā)展的信心。以愛(ài)德華·費(fèi)根鮑姆為代表的人工智能先驅(qū)，積極推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，形成了學(xué)術(shù)界與投資界的良性互動(dòng)格局。
遺憾的是，上世紀(jì)70至90年代，人工智能研究普遍進(jìn)入停滯狀態(tài)——科學(xué)家期待的開(kāi)放式智能交互系統(tǒng)未能實(shí)現(xiàn)，研發(fā)投入與預(yù)期產(chǎn)出嚴(yán)重失衡。隨著蘋(píng)果、微軟引領(lǐng)的微型計(jì)算機(jī)革命興起，專(zhuān)家系統(tǒng)因運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高逐漸邊緣化。
雖然這些系統(tǒng)的外在形態(tài)逐步退出應(yīng)用場(chǎng)景，但其核心技術(shù)遺產(chǎn)已通過(guò)軟件形態(tài)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移與演化。在當(dāng)代各類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用程序與醫(yī)學(xué)教育中，我們?nèi)钥勺匪葜罬YCIN、INTERNIST等開(kāi)創(chuàng)性系統(tǒng)的技術(shù)基因，只是相關(guān)技術(shù)載體已不再冠以人工智能之名。
回望50年前這批先驅(qū)者的探索時(shí)，我們既感嘆其遠(yuǎn)見(jiàn)，也驚覺(jué)技術(shù)迭代的戲劇性：他們用編碼規(guī)則演繹醫(yī)學(xué)知識(shí)的努力，恰似普羅米修斯盜火，雖未直接點(diǎn)亮現(xiàn)代深度學(xué)習(xí)的火炬，卻讓人類(lèi)在算法與生命健康的交叉路口，留下了永不褪色的路標(biāo)。
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